CN108550955A - 一种方形电池多面液冷模块 - Google Patents

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Abstract

一种方形电池多面液冷模块，属于电池散热技术领域。包括冷却液入口、入口联箱、冷却液出口、出口联箱、冷板以及方形电池。方形电池置于冷板上，并夹在入口联箱以及出口联箱之间，冷板为“L”型，使得方形电池四个侧面分别与冷板、入口联箱以及出口联箱接触进行散热，入口联箱及出口联箱内有导流板将入口联箱及出口联箱分隔成内外两个腔室，导流板上有树杈型导流通道或由单排到多排的导流通孔对冷却液进行均匀分配，从而使得模块中电池温度的一致性。电池模块中部采用配备加密冷板通道的冷板进行散热，使得处在电池模块两侧及中部的电池温度均匀性一致。

Description

一种方形电池多面液冷模块
技术领域
本发明涉及一种方形电池多面液冷模块，可以对方形电池的侧面及底面同时进行冷却，能够均匀的减小电池底面及侧面间的温度差异，从而有效控制电池最高温度以及电池单体间温度均匀性。电池模块中部采用配备加密冷板通道的冷板进行散热，使得处在电池模块两侧及中部的电池温度均匀性一致，属于电池散热技术领域。
技术背景
随着环境污染的进一步加剧，新能源汽车技术得到了空前的发展。电池热管理是新能源汽车的关键技术之一，动力电池在使用过程中会产生大量的热量，若这些热量不能及时被排出，将会使电池模块的温度持续升高，电池模块不同部位的电池的温差也会进一步增大，使得电池处于一种温度过高、温差过大的环境之中，不仅会影响动力电池的性能，而且还会对电池结构造成一定程度的损害，造成动力电池使用寿命变短，甚至还会导致热失控等安全事故的发生。
为了维持动力电池良好的工作性能，必须要保证动力电池在适宜的温度范围内工作，且将电池单体间温差控制在5℃以内。对于方形电池的散热，通常采用冷板对方形电池的两个侧面进行散热，而电池的另外两个侧面及底面的热量无法被带走，从而造成电池单体的温差过大，降低动力电池的工作性能。
此外，在实际工况中，电池模块中部的电池发热量较大，同时由于温度的积聚作用使得电池模块中间电池的温度高于两侧电池的温度，从而使得电池单体之间温差过大，温度一致性性较差，影响动力电池的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种方形电池多面液冷模块。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种方形电池多面液冷模块，包括冷却液入口(1)、入口联箱(3)、冷却液出口(2)、出口联箱(4)、冷板(5)以及方形电池(6)；冷板(5)为截面为L型的板状结构；冷板(5)内均匀分布有多排冷板通道(9)，冷板通道(9)垂直上述所述的截面；多个冷板(5)并排排列；相邻两个冷板(5)之间形成U型结构，多个冷板(5)之间形成一排U型结构，U型结构开口向同一方向，方形电池(6)放置在上述的U型结构中；入口联箱(3)和出口联箱(4为箱体结构，入口联箱(3)的侧面设有冷却液入口(1)，出口联箱(4)的侧面设有冷却液出口(2)；
冷板(5)一端与入口联箱(3)固定并密封在一起，另一端与出口联箱(4)固定密封在一起，冷板通道(9)将入口联箱(3)和出口联箱(4)连通，使得冷却液能够从入口联箱(3)内经由冷板(5)内冷板通道(9)流入出口联箱(4)；
冷板(5)为“L”型，方形电池(6)四个周侧面分别与冷板(5)以及入口联箱(3)、出口联箱(4)接触，方形电池(6)底面与冷板(5)接触，与方形电池(6)接触的冷板(5)以及入口联箱(3)、出口联箱(4)上均涂有导热硅脂，加强电池与冷板之间的导热并对电池起到减震作用。
进一步优选，入口联箱(3)及出口联箱(4)为对称结构，本发明提供了两种入口联箱(3)与出口联箱(4)的改进结构。
分别改进为入口联箱a(3.1)、出口联箱a(4.1)。入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)内均有导流板a(7.1)，导流板a(7.1)垂直冷板通道(9)；导流板a(7.1)将入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)分隔成外腔室a以及内腔室a，外腔室a对应为远离冷板(5)端，内腔室a对应为与冷板(5)相连的；导流板a(7.1)上设有导流通道(8.1)，能够对冷却液进行均匀分配，导流通道(8.1)在导流板a(7.1)的平面上为逐级倍增分支的树枝状结构，导流通道(8.1)将导流板a(7.1)的两侧连通；冷却液入口(1)或冷却液出口(2)均在所在入口联箱(3)或出口联箱(4)对应的外腔室a侧面；
或改进为入口联箱b(3.2)、出口联箱b(4.2)，入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)内均有导流板b(7.2)将入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)分隔成外腔室b以及内腔室b，外腔室b对应为远离冷板(5)端，内腔室b对应为与冷板(5)相连的；同时入口联箱(3.2)内侧及出口联箱(4.2)内侧即内腔室b均设有垂直冷板(5)的分隔板(12)将内腔室b分隔成一个个的小腔室；每个小腔室对应分布一个冷板(5)的所有冷板通道(9)；导流板b(7.2)上有分散的导流通孔(8.2)对冷却液进行均匀分配；每个小腔室对应有导流通孔(8.2)，自冷却液入口(1)向后沿水流方向每个小腔室对应的导流通孔(8.2)逐渐增加；冷却液入口(1)或冷却液出口(2)均在所在入口联箱(3)或出口联箱(4)对应的外腔室b的侧面。
由于电池模块中部的电池单体温度积聚导致温度较高，故电池模块中部采用配备加密冷板通道(9)的冷板(5)进行散热，即电池模块中部的冷板(5)内的冷板通道(9)数量比电池模块两侧的冷板(5)内的冷板通道(9)数量多，但对应冷板通道(9)的高度有所减小，对应冷板通道(9)的宽度不变，使得电池模块中部的方形电池(6)换热得到加强，从而使得处在电池模块两侧及中部的电池温度均匀性一致。
本发明的有益效果是：在方形电池多面液冷模块中，方形电池四个侧面分别与冷板(5)以及入口联箱(3)、出口联箱(4)接触散热，方形电池(6)底面与冷板(5)接触散热，解决了传统冷板散热方式无法对方形电池底面及另外两个侧面进行冷却的问题，同时带有导流通道(8a)的导流板(7a)或带有导流通孔(8b)的导流板(7b)能够使得冷却液分配均匀，保证了冷却效果和电池单体间的温度均匀性。由于电池模块中部的电池单体温度积聚导致温度较高，故电池模块中部采用配备加密冷板通道(9)的冷板(5)进行散热，使得处在电池模块两侧及中部的电池温度均匀性一致。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的整体结构爆炸示意图。
图3为本发明的冷板结构示意图。
图4为本发明的入口联箱a及冷板结构爆炸示意图。
图5为本发明的入口联箱a内外腔室结构示意图。
图6为本发明的入口联箱a分流板结构示意图。
图7为本发明的入口联箱b及冷板结构爆炸示意图。
图8为本发明的入口联箱b内外腔室结构示意图。
图9为本发明的入口联箱b分流板结构示意图。
图中，1、冷却液入口；2、冷却液出口；3、入口联箱；3.1、入口联箱a；3.2、入口联箱b；4、出口联箱；4.1、出口联箱a；4.2、出口联箱b；5、冷板；6、方形电池；7.1、导流板a；7.2、导流板b；8.1、导流通道；8.2、导流通孔；9、冷板通道；10.1、外腔室a；10.2、外腔室b；11.1、内腔室a；11.2、内腔室b。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
如图1、2、3、4、5、6所示，一种方形电池多面液冷模块，包括冷却液入口(1)、入口联箱a(3.1)、冷却液出口(2)、出口联箱a(4.1)、冷板(5)以及方形电池(6)。冷板(5)两侧与入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)连通并密封。
入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)内有导流板a(7.1)将入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)分隔成外腔室a(10.1)以及内腔室a(11.1)，导流板a(7.1)上有树杈状导流通道(8.1)，可以保证联箱整体冷却液分配均匀，从而使得模块中电池温度的一致性。
冷却液由冷却液入口(1)进入入口联箱a(3.1)中的外腔室a(10.1)后，通过导流板a(7.1)上的树杈型导流通道(8.1)进入内腔室a(11.1)，经由冷板(5)内冷板通道(9)流入出口联箱a(4.1)，同样再通过出口联箱a(4.1)中的内腔室a(11.1)及外腔室a(10.1)后，再从冷却液出口(2)流出。
方形电池(6)置于冷板(5)上，并夹在入口联箱a(3.1)以及出口联箱a(4.1)之间，冷板(5)为“L”型，使得方形电池(6)四个侧面分别与冷板(5)、入口联箱a(3.1)以及出口联箱a(4.1)接触进行散热，方形电池(6)底面与冷板(5)接触进行散热。与方形电池(6)接触的冷板(5)以及入口联箱a(3.1)、出口联箱a(4.1)上均涂有导热硅脂，加强电池与冷板之间的导热并对电池起到减震作用。
其中由于电池模块中部的电池单体温度积聚导致温度较高，故电池模块中部采用配备加密冷板通道(9)的冷板(5)进行散热，即电池模块中部的冷板(5)内的冷板通道(9)数量比电池模块两侧的冷板(5)内的冷板通道(9)数量多，但对应冷板通道(9)的高度有所减小，对应冷板通道(9)的宽度不变，使得电池模块中部的方形电池(6)换热得到加强，从而使得处在电池模块两侧及中部的电池温度均匀性一致。
实施例2
如图1、2、3、7、8、9所示，一种方形电池多面液冷模块，包括冷却液入口(1)、入口联箱b(3.2)、冷却液出口(2)、出口联箱b(4.2)、冷板(5)以及方形电池(6)。冷板(5)两侧与入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)连通并密封。
与实施例1不同的是，入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)内有导流板b(7.2)将入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)分隔成外腔室b(10.2)以及内腔室b(11.2)，同时入口联箱(3.2)及出口联箱(4.2)内侧设有分隔板(12)将内腔室b(11.2)分隔成一个个单独的小腔室，导流板b(7.2)上有由单排到多排的导流通孔(8.2)对冷却液进行均匀分配。
冷却液由冷却液入口(1)进入入口联箱b(3.2)中的外腔室b(10.2)后，通过导流板a(7.1)上的导流通孔(8.1)进入内腔室b(11.2)中的各个小腔体后，经由冷板(5)内冷板通道(9)流入出口联箱b(4.2)，同样再通过出口联箱b(4.2)中的内腔室b(11.2)及外腔室b(10.2)后，再从冷却液出口(2)流出。
以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (4)

1.一种方形电池多面液冷模块，其特征在于，包括冷却液入口(1)、入口联箱(3)、冷却液出口(2)、出口联箱(4)、冷板(5)以及方形电池(6)；冷板(5)为截面为L型的板状结构；冷板(5)内均匀分布有多排冷板通道(9)，冷板通道(9)垂直上述所述的截面；多个冷板(5)并排排列；相邻两个冷板(5)之间形成U型结构，多个冷板(5)之间形成一排U型结构，U型结构开口向同一方向，方形电池(6)放置在上述的U型结构中；入口联箱(3)和出口联箱(4为箱体结构，入口联箱(3)的侧面设有冷却液入口(1)，出口联箱(4)的侧面设有冷却液出口(2)；
冷板(5)一端与入口联箱(3)固定并密封在一起，另一端与出口联箱(4)固定密封在一起，冷板通道(9)将入口联箱(3)和出口联箱(4)连通，使得冷却液能够从入口联箱(3)内经由冷板(5)内冷板通道(9)流入出口联箱(4)。
2.按照权利要求1所述的一种方形电池多面液冷模块，其特征在于，冷板(5)为“L”型，方形电池(6)四个周侧面分别与冷板(5)以及入口联箱(3)、出口联箱(4)接触，方形电池(6)底面与冷板(5)接触，与方形电池(6)接触的冷板(5)以及入口联箱(3)、出口联箱(4)上均涂有导热硅脂，加强电池与冷板之间的导热并对电池起到减震作用。
3.按照权利要求1所述的一种方形电池多面液冷模块，其特征在于，入口联箱(3)及出口联箱(4)为对称结构，入口联箱(3)与出口联箱(4)的改进结构，分别改进为入口联箱a(3.1)、出口联箱a(4.1)；入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)内均有导流板a(7.1)，导流板a(7.1)垂直冷板通道(9)；导流板a(7.1)将入口联箱a(3.1)及出口联箱a(4.1)分隔成外腔室a以及内腔室a，外腔室a对应为远离冷板(5)端，内腔室a对应为与冷板(5)相连的；导流板a(7.1)上设有导流通道(8.1)，能够对冷却液进行均匀分配，导流通道(8.1)在导流板a(7.1)的平面上为逐级倍增分支的树枝状结构，导流通道(8.1)将导流板a(7.1)的两侧连通；冷却液入口(1)或冷却液出口(2)均在所在入口联箱(3)或出口联箱(4)对应的外腔室a侧面。
4.按照权利要求1所述的一种方形电池多面液冷模块，其特征在于，入口联箱(3)及出口联箱(4)为对称结构，入口联箱(3)与出口联箱(4)的改进结构，改进为入口联箱b(3.2)、出口联箱b(4.2)，入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)内均有导流板b(7.2)将入口联箱b(3.2)及出口联箱b(4.2)分隔成外腔室b以及内腔室b，外腔室b对应为远离冷板(5)端，内腔室b对应为与冷板(5)相连的；同时入口联箱(3.2)内侧及出口联箱(4.2)内侧即内腔室b均设有垂直冷板(5)的分隔板(12)将内腔室b分隔成一个个的小腔室；每个小腔室对应分布一个冷板(5)的所有冷板通道(9)；导流板b(7.2)上有分散的导流通孔(8.2)对冷却液进行均匀分配；每个小腔室对应有导流通孔(8.2)，自冷却液入口(1)向后沿水流方向每个小腔室对应的导流通孔(8.2)逐渐增加；冷却液入口(1)或冷却液出口(2)均在所在入口联箱(3)或出口联箱(4)对应的外腔室b的侧面。
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