CN110635193B - 一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，液冷板结构包括上支撑外壳板、下支撑外壳板、流道板及流道堵子模块，上支撑外壳板的侧壁与下支撑外壳板的侧壁相互卡合，流道板位于两者之间；上支撑外壳板的侧壁与下支撑外壳板的侧壁均设有条形槽口，流道板包括结构相同的上流道板和下流道板，其上设有流道槽，流道堵子模块位于流道槽中，流道槽端口的位置与条形槽口的位置相对应。将不同的流道堵子模块置于流道槽的不同位置，未放置流道堵子模块的流道槽形成冷却流道供冷却液流通。本发明公开的液冷板结构的制作方法对电池箱体进行降温，保证降温后的电池箱体内部温度均衡，提高动力电池系统的热均衡效率。

Description

一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法
技术领域
本发明属于电动汽车动力电池热管理系统技术领域，涉及对电动汽车电池箱体进行液体冷却降温的液冷板结构，尤其涉及一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法。
背景技术
电动汽车在行驶过程中，动力电池系统不断的进行充放电，并伴随大量热量的产生，需要采取相应的措施对动力电池系统进行散热。由于动力电池系统中的电池箱体以及电池箱体内部电池模块的排布方式、散热方式、所处环境的不同会导致电池箱体间温度不一致，这种温度的不均匀性会严重影响动力电池系统的性能。传统的液冷板结构中冷却流道形式固定，无法根据电池箱体实际的温度分布情况快速搭建适合的冷却流道；另外，由于冷却流道形式固定，导致传统的液冷板通用性不强，针对不同电池箱体模块往往需要不断地重新设计制作液冷板整体结构，无形中增加了液冷板结构的制作成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，针对动力电池系统的温度分布情况，对电池箱体内部进行降温，保证降温后的电池箱体温度均衡，提高动力电池系统的热均衡效率。另外，由于液冷板结构中的冷却流道可自由搭建，针对不同的动力电池系统采用不同的冷却流道结构，保证降温后的动力电池系统温度均衡。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构，包括上支撑外壳板、下支撑外壳板、流道板及流道堵子模块，上支撑外壳板的侧壁与下支撑外壳板的侧壁相互卡合形成内部空腔，流道板位于内部空腔中；上支撑外壳板的侧壁与下支撑外壳板的侧壁均设有多个互相对应的条形槽口，流道板包括上流道板和下流道板，上流道板设有多个流道槽，流道槽的端口的位置与条形槽口的位置相对应，下流道板与上流道板结构相同且相对贴紧设置；流道堵子模块设有多个，其外形尺寸与流道槽的尺寸相适应，流道堵子模块置于流道槽中，用于阻止冷却液通过。
进一步地，上支撑外壳板的上板内部与下支撑外壳板的底板内部均设有承力结构，且上下对应，承力结构对上支撑外壳板和下支撑外壳板起支撑作用，避免两者产生变形。
进一步地，下支撑外壳板的底板内部的四角处均设有定位柱，流道板的四角处设有通孔，定位柱穿过通孔且其顶部与上支撑外壳板的上板内部接触，定位柱用于固定流道板，同时对上支撑外壳板和下支撑外壳板起支撑作用，避免两者产生变形。
进一步地，流道堵子模块的端部设有挡流片，挡流片卡于流道槽中，用于将流道堵子模块进行定位。
进一步地，上流道板与下流道板通过焊接或胶粘的方式固定。
进一步地，下流道板与下支撑外壳板之间的空隙中、上流道板与上支撑外壳板之间的空隙中以及上支撑外壳板的外部均填充有导热绝缘硅胶，增加接触部分的绝缘导热性，利于冷却液带走电池箱体的热量。
进一步地，下支撑外壳板的底板边缘设有螺钉孔，用于将液冷板结构安装于电池箱体箱内。
进一步地，冷却流道包含至少一个进液口和至少一个出液口，进液口连接冷却液供给系统，出液口连接出水管。
进一步地，流道堵子模块采用橡胶材料，增强被堵流道槽的密封性和流道堵子模块本身的耐腐蚀性，流道板采用具有高导热系数的金属材质。
本发明还提供一种制作上述液冷板结构的方法，包括以下步骤：(1)根据实际情况计算出电池箱体的温度分布；(2)根据步骤(1)的结果规划出冷却流道的形状，对于电池箱体温度较高的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较密集，对于电池箱体温度较低的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较稀疏；(3)根据上述规划出的冷却流道的形状，将不同形状的流道堵子模块放置于下流道板的流道槽中的不同位置，流道堵子模块用于防止冷却液的流通，未放置流道堵子模块的流道槽形成上述冷却流道的形状，供冷却液从冷却流道中流通；(4)搭建完成冷却流道的形状，将上流道板与下流道板焊接或胶粘，并置于下支撑外壳板与上支撑外壳板之间，卡合固定。
本发明提供的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，针对动力电池系统的温度分布情况，对电池箱体进行降温，保证降温后的电池箱体温度均衡，提高动力电池系统的热均衡效率。另外，由于液冷板结构中的冷却流道可自由搭建，针对不同的动力电池系统采用不同的冷却流道结构，保证降温后的动力电池系统温度均衡。
附图说明
图1为本发明的分解结构示意图；
图2为本发明的组合结构示意图；
图3为上支撑外壳板的结构示意图；
图4为下支撑外壳板的结构示意图；
图5为上流道板或下流道板的结构示意图；
图6为流道板的结构示意图；
图7为本发明中流道堵子模块的结构示意图；
图8为本发明第一实施例的结构示意图；
图9为本发明第二实施例的结构示意图；
图10为本发明第三实施例的结构示意图；
图11为本发明第四实施例的结构示意图。
主要元件符号说明：
1上支撑外壳板
11条形槽口
12承力结构
2下支撑外壳板
21定位柱
22螺钉孔
3流道板
31上流道板
32下流道板
33流道槽
34端口
35冷却流道
351进液口
352出液口
36通孔
4流道堵子模块
41挡流片
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1和图2所示，本发明提供一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构，包括上支撑外壳板1、下支撑外壳板2、流道板3及流道堵子模块4，上支撑外壳板1的侧壁与下支撑外壳板2的侧壁相互卡合形成内部空腔，流道板3位于上述内部空腔中，流道堵子模块4置于流道板3中。
如图1至图4所示，上支撑外壳板1的侧壁与下支撑外壳板2的侧壁均设有多个条形槽口11，条形槽口11为长圆形槽口且均匀布置，上支撑外壳板1上的条形槽口11与下支撑外壳板2上的条形槽口11均上下一一对应。上支撑外壳板1的上板内部与下支撑外壳板2的底板内部均设有多个承力结构12，承力结构12为圆柱形，上支撑外壳板1的承力结构12与下支撑外壳板2的承力结构12均上下一一对应。下支撑外壳板2的底板内部的四角处设有定位柱21，定位柱21为圆柱形；下支撑外壳板2的底板边缘设有多个螺钉孔22，用于将液冷板结构安装于电池箱体箱内。于实际应用中，条形槽口11的形状也可以为长方形，承力结构12和定位柱21的形状也可以为长方体、三角形柱体等，在此不作限制。
如图5和图6所示，流道板3包括上流道板31和下流道板32，两者结构相同，其中，上流道板31设有多个流道槽33，流道槽33为半圆形的凹槽结构，包括多个相互平行的横向流道槽和多个相互平行的纵向流道槽，横向流道槽与纵向流道槽相互垂直，于实际应用中，流道槽33可根据实际需求设置为其它形状结构。上流道板31与下流道板32焊接或胶粘固定成流道板3，上流道板31的流道槽33与下流道板32的流道槽33均上下一一对应，形成彼此相通的整圆形的流道槽通道，流道槽33的端口34与条形槽口11相对应。流道板3的四角处设有通孔36，通孔36的形状与定位柱21的形状相适应，本实施例中，通孔36为圆形，便于加工。流道板3位于上支撑外壳板1与下支撑外壳板2之间，定位柱21穿过通孔36且其上端与上支撑外壳板1的上板内部接触，定位柱21对流道板3起到定位的作用，同时其对上支撑外壳板1起到支撑作用。承力结构12的端部与流道板3的板体接触，承力结构12对流道板3和上支撑外壳板1起到支撑作用。于实际应用中，对上流道板31与下流道板32之间的固定方式不作限制，两者之间也可以通过其他方式设置为密封的且可拆卸的结构。
如图1所示，流道板3中设有多个不同的流道堵子模块4，具体地，流道堵子模块4的形状尺寸与流道槽33的形状尺寸相适应，多个不同的流道堵子模块4置于流道槽33中的不同位置，用于阻止冷却液通过，未放置流道堵子模块4的流道槽33构成冷却流道35，不同流道堵子模块4放置于流道槽33中的不同位置决定冷却流道35的形状。本实施例中，如图7所示，流道堵子模块4有八种结构，编号为A、B、C、D、E、F、G、H，其端部设有挡流片41，挡流片41卡于流道槽33中，将流道堵子模块4固定，防止其移动。于实际应用中，流道堵子模块4的形状不限于上述八种形状，可根据实际需要的冷却流道35的形状来确定。
实施例1
如图8所示，本发明的一种具有“一进两出”冷却流道的液冷板结构，多个编号为A、B、C、D、F、G、H的流道堵子模块4位于流道槽33中相应的位置，阻止冷却液从上述放有流道堵子模块4的流道槽33中通过，未放置流道堵子模块4的流道槽33构成冷却流道35。
实施例2
如图9所示，本发明的一种具有“两进两出”冷却流道的液冷板结构，多个编号为A、B、E、F、G、H的流道堵子模块4位于流道槽33中相应的位置，阻止冷却液从上述放有流道堵子模块4的流道槽33中通过，未放置流道堵子模块4的流道槽33构成冷却流道35。
实施例3
如图10所示，本发明的一种具有“单进单出”冷却流道的液冷板结构，多个编号为A、B、F、G、H的流道堵子模块4位于流道槽33中相应的位置，阻止冷却液从上述放有流道堵子模块4的流道槽33中通过，未放置流道堵子模块4的流道槽33构成冷却流道35。
实施例4
如图11所示，本发明的一种具有“两进两出”冷却流道的液冷板结构，多个编号为A、B、F、G、H的流道堵子模块4位于流道槽33中相应的位置，阻止冷却液从上述放有流道堵子模块4的流道槽33中通过，未放置流道堵子模块4的流道槽33构成冷却流道35。
下流道板32与下支撑外壳板2之间的空隙中、上流道板31与上支撑外壳板1之间的空隙中以及上支撑外壳板1的外部与电池箱体接触的部位均填充有导热绝缘硅胶，增加接触部分的绝缘导热性，利于冷却液带走电池箱体的热量，提高动力电池与液冷板结构之间的换热效率，同时也保证了实际操作的安全性。由上述四个实施例可知，冷却流道35包含至少一个进液口351和至少一个出液口352，进液口351连接冷却液供给系统，出液口352连接出水管，整个冷却流道35供冷却液进行流通。
流道堵子模块4采用橡胶材料，增强被堵流道槽的密封性和流道堵子模块4本身的耐腐蚀性，流道板3采用具有高导热系数的金属材质。
本发明提供的制作上述液冷板结构的方法，包括以下步骤：(1)根据实际情况计算或实验得到电池箱体的温度分布；(2)根据步骤(1)的结果规划出冷却流道的形状，对于电池箱体温度较高的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较密集，对于电池箱体温度较低的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较稀疏；(3)根据上述规划出的冷却流道的形状，将不同形状的流道堵子模块放置于下流道板的流道槽中的不同位置，流道堵子模块用于防止冷却液的流通，未放置流道堵子模块的流道槽形成上述冷却流道的形状，供冷却液从冷却流道中流通；(4)搭建完成冷却流道的形状，将上流道板与下流道板焊接或胶粘，并置于下支撑外壳板与上支撑外壳板之间，卡合固定。
对产生热量不均的电池箱体进行降温时，根据实际情况计算或实验得到电池箱体内部的温度分布，将本发明提供的液冷板结构置于电池箱体的底部或侧面，针对电池箱体中电池模块温度较高的区域，与其接触的液冷板结构中冷却流道35的结构比较密集，相反，针对电池箱体中电池模块温度较低的区域，与其接触的液冷板结构中冷却流道35的结构比较稀疏。这样，采用本发明提供的冷却流道可自由搭建的液冷板结构对温度分布不均的动力电池系统进行降温，可保证降温后的电池箱体温度均衡，提高电池箱体的热均衡效率。另外，对其他不同的动力电池系统进行降温时，根据其温度分布，选择内部包含合适的冷却流道的液冷板结构对其进行降温即可达到预期目的。
需要说明的是：以上描述仅为本发明的优选实施例，不能一次限定本发明的实施范围。因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述液冷板结构包括上支撑外壳板(1)、下支撑外壳板(2)、流道板(3)及流道堵子模块(4)，所述上支撑外壳板(1)的侧壁与所述下支撑外壳板(2)的侧壁相互卡合形成内部空腔，所述流道板(3)位于所述内部空腔中，
所述上支撑外壳板(1)的侧壁与所述下支撑外壳板(2)的侧壁均设有多个互相对应的条形槽口(11)，
所述流道板(3)包括上流道板(31)和下流道板(32)，所述上流道板(31)设有多个流道槽(33)，所述流道槽(33)端口(34)的位置与所述条形槽口(11)的位置相对应，所述下流道板(32)与所述上流道板(31)结构相同且两者相对贴紧设置，
所述流道堵子模块(4)设有多个，其外形尺寸与所述流道槽(33)的尺寸相适应，多个所述流道堵子模块(4)置于所述流道槽(33)中的不同位置，用于阻止冷却液通过，未放置所述流道堵子模块(4)的所述流道槽(33)构成冷却流道(35)，
不同所述流道堵子模块(4)放置于所述流道槽(33)中的不同位置决定所述冷却流道(35)的形状；
所述液冷板结构的制作方法包括以下步骤：
(1)根据实际情况计算或实验得到电池箱体内的温度分布；
(2)根据步骤(1)的结果规划出冷却流道的形状，对于电池箱体温度较高的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较密集，对于电池箱体温度较低的区域，使与电池箱体中相应位置电池模块接触的液冷板结构中冷却流道的结构比较稀疏；
(3)根据上述规划出的冷却流道的形状，将不同形状的流道堵子模块放置于下流道板的流道槽中的不同位置，流道堵子模块用于防止冷却液的流通，未放置流道堵子模块的流道槽形成上述冷却流道的形状，供冷却液从冷却流道中流通；
(4)搭建完成冷却流道的形状，将上流道板与下流道板焊接或胶粘，并置于下支撑外壳板与上支撑外壳板之间，卡合固定。
2.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述上支撑外壳板(1)的上板内部与所述下支撑外壳板(2)的底板内部均设有承力结构(12)，且上下对应。
3.如权利要求2所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述下支撑外壳板(2)的底板内部的四角处均设有定位柱(21)，所述流道板(3)的四角处设有通孔(36)，所述定位柱(21)穿过所述通孔(36)且其顶部与所述上支撑外壳板(1)的上板内部接触。
4.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述流道堵子模块(4)的端部设有挡流片(41)，所述挡流片(41)卡于所述流道槽(33)中，用于将所述流道堵子模块(4)进行定位。
5.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述上流道板(31)与所述下流道板(32)通过焊接或胶粘的方式固定。
6.如权利要求5所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述下流道板(32)与所述下支撑外壳板(2)之间的空隙中、所述上流道板(31)与所述上支撑外壳板(1)之间的空隙中以及所述上支撑外壳板(1)的外部均填充有导热绝缘硅胶。
7.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述下支撑外壳板(2)的底板边缘设有螺钉孔(22)。
8.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述冷却流道(35)包含至少一个进液口(351)和至少一个出液口(352)，所述进液口(351)连接冷却液供给系统，所述出液口(352)连接出水管。
9.如权利要求1所述的冷却流道可自由搭建的液冷板结构的制作方法，其特征在于，所述流道堵子模块(4)采用橡胶材料，所述流道板(3)采用具有高导热系数的金属材质。
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