CN110838607B - 一种截面渐缩式液冷板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种截面渐缩式液冷板，包括上盖板、板体、左集流管和右集流管，所述上盖板覆盖在板体的上方，所述左集流管和右集流管分别设置在板体的左右两侧，所述板体设有若干个微通道，微通道在液体流动方向上的截面面积逐渐减小。采用这样的结构后，由于液体的连续性，其流速必然提高，从而增加流体扰动，提高同等温差下换热能力，改善液冷板在电池模组后端对电池的冷却能力。

Description

一种截面渐缩式液冷板
技术领域
本发明涉及动力电池的热管理技术领域，尤其涉及一种截面渐缩式液冷板。
背景技术
新能源汽车在运行过程中完全没有气体排放，对环境友好。并且其有利于汽车轻量化发展，是汽车行业的主流发展方向。其中，出电动汽车又是新能源汽车的主要形式。动力电池作为电动汽车的能量存储单元，在其充放电过程中会产生大量热量，这会影响到电池的容量及循环寿命，严重时甚至会引起热失控，导致整车起火、爆炸。所以对动力锂电池组进行热管理，将电池运行温度控制在合理有效范围内极其重要。另外非常重要的一点是还需要将电池模组内部及模组间的温差控制在一定范围内。这就要求动力电池冷却时应保证电池模组之间温度的均匀性。对此，目前采用的主流办法是：用挤压扁管制作水冷板以适合不同大小电池模组的降温。如专利申请号201820720104.3(专利名称为“一种口琴管结构的水冷板”)、专利申请号201710363624.3(专利名称为“一种平行微通道水冷基板”)所公开的各种水冷板，其都是采用平行通道作为液冷板流道基本结构来实现冷却功能。
但是，液体刚进入液冷板与电池间温差大，散热效果良好，随着液体流向液冷板出口，其温度逐步升高，这就导致其对电池的散热效果大打折扣，导致电池模内组前后电池之间温差过大，导致电池循环寿命降低、容量下降、甚至起火爆炸等危险。因此，在新能源汽车发展中，特别是动力电池热管理领域，急切需要有新的冷却技术来解决上述问题。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种截面渐缩式液冷板。
本发明的具体内容如下：一种截面渐缩式液冷板，包括上盖板、板体、左集流管和右集流管，所述上盖板覆盖在板体的上方，所述左集流管和右集流管分别设置在板体的左右两侧，所述板体设有若干个微通道，微通道在液体流动方向上的截面面积逐渐减小。
进一步的，所述板体的截面呈矩形，板体的底部为实心垫体，垫体上设有若干微通道隔板将板体分隔为若干个微通道。
进一步的，所述垫体为坡面垫体，垫体的高度呈均匀线性变化。
进一步的，所述左集流管设有进液口，左集流管通过进液口连接进液管，所述右集流管设有出液口，右集流管通过出液口连接出液管；进液管和出液管与板体垂直。
进一步的，所述左集流管与板体接触的一侧截面为矩形，左集流管远离板体的一侧呈圆柱状，进液口设置在左集流管圆柱状一侧的中央位置；所述右集流管的形状与左集流管相同，出液口设置在右集流管圆柱状一侧的中央位置。
进一步的，所述左集流管和右集流管的两端均设有堵盖，堵盖将左集流管和右集流管的两端封闭。
进一步的，板体、垫体、左集流管、右集流管、堵盖、进液管和出液管均为铝合金制部件，液冷板通过一次整体钎焊成型。
进一步的，所述微通道在左侧的高度为4±0.2mm，在右侧的高度为2±0.2mm。
进一步的，所述微通道的宽度为5±0.2mm。
本发明的有益效果：采用这样的结构后，由于液体的连续性，其流速必然提高，从而增加流体扰动，提高同等温差下换热能力，改善液冷板在电池模组后端对电池的冷却能力。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。
图1为本发明的截面渐缩式液冷板的分解示意图；
图2为图1的俯视示意图；
图3为图2的B-B截面剖视图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本实施例公开了一种截面渐缩式液冷板，包括上盖板1、板体、左集流管4和右集流管8，其中上盖板1为矩形平板，上盖板1覆盖设置在板体的上方，左集流管4和右集流管8结果相同且均与板体的左右两侧的大小相对应。板体整体呈立方体，在板体的上部设有若干个微通道，这样在上盖板1盖设在板体上部时，微通道与上盖板1形成封闭空间即可使冷却液通过。微通道在液体流动方向上的截面面积逐渐减小，从而使流体速度逐渐增加，流动扰动增强，从而提高同等温差下换热系数；而由于上盖板1与外部电池接触，因此并不减小冷却液体流经通道时与外部电池的接触面积，从而保证了液冷板液体流动方向后端的冷却能力，具有良好的散热效果。
本实施例优选的，板体的底部为实心垫体2，微通道隔板3设置在垫体2上将板体的上部空间分隔为若干个微通道，垫体2的高度呈均匀线性变化，如图3所示，在侧视剖视图中即显示为垫体2从左至右高度均匀上升，微通道隔板3从左至右高度均匀减小，从而使得板体在整体轮廓保持不变的前提下，微通道在液体流动方向的截面面积逐渐减小。本实施例中的微通道宽度为5±0.2mm，优选的为5mm，在左侧的高度为4±0.2mm，优选的为4mm，在右侧的高度为2±0.2mm，优选的为2mm。
本实施例优选的，左集流管4设有进液口，左集流管4通过进液口连接进液管7，右集流管8设有出液口，右集流管8通过出液口连接出液管11；进液管7和出液管11与板体垂直。
左集流管4与板体接触的一侧截面为矩形，左集流管4远离板体的一侧呈圆柱状，进液口设置在左集流管4圆柱状一侧的中央位置；右集流管8的形状与左集流管4相同，出液口设置在右集流管8圆柱状一侧的中央位置。左集流管4和右集流管8整体呈圆柱形，在与板体接触处为与板体两侧结构相对应的截面为矩形的结构，通过这种结构设置，使得液冷板整体结构的两端呈圆弧，方便安装。
左集流管4和右集流管8的两端均设有堵盖，堵盖将左集流管4和右集流管8的两端封闭。堵盖的形状与左集流管4和右集流管8的两端结构相对应。如图1所示，堵盖分别包括设置在左集流管4两侧的第一堵盖5、第二堵盖6和设置在右集流管8两侧的第三堵盖9和第四堵盖10。
板体、垫体2、左集流管4、右集流管8、堵盖、进液管7和出液管11均为铝合金制部件，液冷板通过一次整体钎焊成型。装置的结构简单，利于制造过程及安装运行过程的实现。
本实施例中液冷板工作时，液体从进液管7进入集流管，均匀分配至各微通道内，此时，液体与电池温差较大，换热效果良好，随着液体继续流动，液体受到电池的加热，温度升高，其与电池间的温差减小，如果其他条件保持不变，则换热效果将降低，电池得不到良好的冷却降温，且电池模组前端电池与后端电池温差很大。而在本液冷板内液体经右集流管8从出液管11流出，在其流经的方向上，通道截面积逐步降低，由于液体的连续性，其流速不断提高，液体扰动增强，使液体与电池的换热效果得到改善，降低电池模组前后温差，提高组内电池温度一致性。
在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (4)

1.一种截面渐缩式液冷板，其特征在于：包括上盖板、板体、左集流管和右集流管，所述上盖板覆盖在板体的上方，所述左集流管和右集流管分别设置在板体的左右两侧，所述板体设有若干个微通道，微通道在液体流动方向上的截面面积逐渐减小；所述板体的截面呈矩形，板体的底部为实心垫体，垫体上设有若干微通道隔板将板体分隔为若干个微通道；所述垫体为坡面垫体，垫体的高度呈均匀线性变化；
所述左集流管设有进液口，左集流管通过进液口连接进液管，所述右集流管设有出液口，右集流管通过出液口连接出液管；进液管和出液管与板体垂直；
所述左集流管与板体接触的一侧截面为矩形，左集流管远离板体的一侧呈圆柱状，进液口设置在左集流管圆柱状一侧的中央位置；所述右集流管的形状与左集流管相同，出液口设置在右集流管圆柱状一侧的中央位置；
所述左集流管和右集流管的两端均设有堵盖，堵盖将左集流管和右集流管的两端封闭；
液冷板工作时，液体从进液管进入集流管，均匀分配至各微通道内；液体经右集流管从出液管流出。
2.根据权利要求1所述的截面渐缩式液冷板，其特征在于：板体、垫体、左集流管、右集流管、堵盖、进液管和出液管均为铝合金制部件，液冷板通过一次整体钎焊成型。
3.根据权利要求1所述的截面渐缩式液冷板，其特征在于：所述微通道在左侧的高度为4±0.2mm，在右侧的高度为2±0.2mm。
4.根据权利要求1所述的截面渐缩式液冷板，其特征在于：所述微通道的宽度为5±0.2mm。
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Assignee: JIANGSU JIAHE THERMAL SYSTEM RADIATOR Co.,Ltd.

Assignor: JIANGSU University

Contract record no.: X2022980002307

Denomination of invention: A tapered liquid cooling plate with cross section

Granted publication date: 20210928

License type: Exclusive License

Record date: 20220309