CN110854466B - 一种间隔交互式微通道液冷板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种间隔交互式微通道液冷板，包括上板、下板、板身和液冷区域，所述上板、下板和板身形成液冷区域，液冷区域包括若干微通道隔板，所述微通道隔板将液冷区域分成若干个微通道，微通道分成互相交互的两组，冷却液在两组微通道中反向流动。本发明采用间隔交互式的微通道液冷板，冷却液温度的均匀性相比于普通平行微通道液冷板得到极大改善，极大程度上稳定了电池组模块的温度，减小了电池组中各电池单元的温差，使得电池组工作在稳定的温度环境，保障了电池组的工作效率和电池循环寿命。

Description

一种间隔交互式微通道液冷板
技术领域
本发明涉及动力电池热管理中的液冷板领域，尤其涉及一种间隔交互式微通道液冷板。
背景技术
目前的新能源汽车主要包括了混动、纯电动和燃料电池电动车这三种，相比于传统的内燃机汽车，具有结构更加简单，乘车舒适性好等优点，后两者在行驶过程中可以实现零排放，即使是混动车在排放方面也具备优势。但不管是燃料电池还是锂离子电池，在持续放电中均会放出相应热量，而高温的运行会降低它们的性能，严重情况下甚至会影响电动汽车的使用安全性，因此针对其热管理极其重要。为了保证模组在适宜的温度区间内安全、高效的工作，一般需要借助液冷装置进行换热升温或降温，常见的液冷装置为液冷板，而液冷板流道的设计直接关乎液冷板的综合性能。
现有流道的设计一般为挤压一次成型的微通道水板，如专利申请号CN201721171741 (专利名称为“一种电池水冷板”)，专利申请号201710363624(专利名称为“一种平行微通道水冷基板”)所述的装置等，其都是采用平行贯通的微通道作为液冷板的基本结构流道。而如专利申请201820716975.8(专利名称为“平板式多流道电池液冷板”)等结构，则采用单进单出的流道模式。
但是，冷却液在流经液冷板时，随着电池放电过程中热量的产生，入口处的热量被迅速带走，使得冷却液的温度不断升高，因此在冷却液的流动方向上，冷却液与电池间的温差愈发减小，冷却效果明显下降，这样的换热方式使电池模组前后温差过大，导致电池循环寿命降低、效率下降、甚至发生热失控。因此，需要有新的液冷板设计方式来解决上述问题。
发明内容
为解决现有的技术问题，本发明提供了一种间隔交互式微通道液冷板。
本发明的具体内容如下：一种间隔交互式微通道液冷板，包括上板、下板、板身和液冷区域，所述上板、下板和板身形成液冷区域，液冷区域包括若干微通道隔板，所述微通道隔板将液冷区域分成若干个微通道，微通道分成互相交互的两组，冷却液在两组微通道中反向流动。
进一步的，所述液冷区域的左端设有左进液管和左出液管，右端设有右进液管和右出液管，从左进液管进入第一组微通道的冷却液从右出液管流出，从右进液管进入第二组微通道的冷却液从左出液管流出。
进一步的，所述液冷区域的左右两端分别设有第一汇流仓和第二汇流仓，所述第一汇流仓通过汇流仓隔板分割为第一上汇流仓和第一下汇流仓；第二汇流仓通过汇流仓隔板分隔为第二上汇流仓和第二下汇流仓；左进液管与第一上汇流仓相对应，左出液管与第一下汇流仓相对应，右进液管与第二下汇流仓相对应，右出液管与第二上汇流仓相对应；第一上汇流仓和第二上汇流仓分别设有上汇流仓与微通道接口，第一下汇流仓和第二下汇流仓分别设有下汇流仓与微通道接口。
进一步的，所述液冷区域的左右两侧均设有阻流块，阻流块与微通道相对应，阻流块分别间隔设置在第一汇流仓和第二汇流仓的汇流仓隔板的上下两侧。
进一步的，所述汇流仓隔板、微通道隔板和阻流块通过一整块铝板冲压而成。
进一步的，所述左进液管、左出液管、右进液管和右出液管分别焊接在上板和下板上。
进一步的，液冷板采用冲压板片钎焊制成。
进一步的，所述左进液管、左出液管、右进液管和右出液管分别通过橡胶管与水泵和水箱连接。
本发明的有益效果：采用间隔交互式的微通道液冷板，冷却液温度的均匀性相比于普通平行微通道液冷板得到极大改善，极大程度上稳定了电池组模块的温度，减小了电池组中各电池单元的温差，使得电池组工作在稳定的温度环境，保障了电池组的工作效率和电池循环寿命。
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为本发明的间隔交互式微通道液冷板的示意图1；
图2为本发明的间隔交互式微通道液冷板的示意图2；
图3为本发明的间隔交互式微通道液冷板的示意图3；
图4为本发明的第二汇流仓的局部示意图；
图5为本发明的间隔交互式微通道液冷板的侧面剖视图。
具体实施方式
在本实施例的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者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；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
在本实施例的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例
如图1-图5所示，一种间隔交互式微通道液冷板，包括上板14、下板16和板身15，上板14、下板16和板身15之间形成液冷区域，液冷区域包括若干个微通道隔板7，微通道隔板7设置在板身15之间将液冷区域分为若干个微通道。本实施例中为8道微通道隔板7将液冷区域分为10个微通道，微通道隔板7的高度为4mm，厚度为0.5mm。微通道从后往前分为偶数号通道和奇数号通道两组，冷却液在奇偶数通道中反向流动，呈间隔交互式流动。
具体的，本实施例的液冷区域的左右两端分别设置第一汇流仓和第二汇流仓，左右两侧的上下汇流仓有利于稳定冷却液在液冷板微通道中的流速和水压。
第一汇流仓通过汇流仓隔板5分割为第一上汇流仓4和第一下汇流仓6；第二汇流仓通过汇流仓隔板5分隔为第二上汇流仓8和第二下汇流仓11；其中第一上汇流仓4的上部对应设置左进液管2，第一下汇流仓6的下部对应设置左出液管3，第二汇流仓的上部对应设置右出液管9，第二汇流仓的下部对应设置右进液管11。第一上汇流仓4和第二上汇流仓8分别与偶数号微通道对应设置上汇流仓与微通道接口12，第一下汇流仓6和第二下汇流仓11分别与奇数号微通道对应设置下汇流仓与微通道接口13。
在液冷区域的两侧均设有阻流块1以将冷却液分别流入单独的小汇流仓，其中第一汇流仓和第二汇流仓在汇流仓隔板5的上方位置，均设有分别对应偶数号微通道(即从前往后第2、4、6、8、10号微通道)的阻流块1；第一汇流仓和第二汇流仓在汇流仓隔板5的下方位置，均设有分别对应奇数号微通道(即从前往后第1、2、5、7、9号微通道)的阻流块1。
通过阻流块1的设计，结合上汇流仓与微通道接口12和下汇流仓与微通道接口13，使得冷却液从左进液管2进入第一上汇流仓4后，从奇数号通道流入并从左往右流动，由于液冷区域右侧的奇数号微通道在汇流仓隔板5下方被阻流块1阻挡，故而冷却液只能流到右侧的汇流仓隔板5上方即第二上汇流仓8，最终从右出液管9流出。
同样的，从右进液管11进入的冷却液，进入第二下汇流仓11之后从偶数号通道进入液冷区域，由于液冷区域左侧的偶数号通道在左侧的汇流仓隔板5上方被阻流块1阻拦，故而冷却液只能流到左侧的汇流仓隔板5的下方即第一下汇流仓6。
通过以上汇流仓以及阻流块1的设置，偶数号微通道里面的冷却液从左流向右，奇数号微通道里面的冷却液从右流向左，因为沿着冷却液的流动方向冷却液温度会升高，它与电池的温差会逐渐减小，进而不能使电池散热均匀，而这种交互式的设计刚好解决了此问题，使得与冷却液流动方向相垂直的截面上的冷却液实现相互的补偿，保证了冷却液流动方向上温度的均匀，进而提高了电池温度的均匀性；这种平行交互式的设计使得此液冷板不仅仅局限于作为底板冷却电池组模块底部，也可以广泛运用到电池的侧面冷却中。
本实施例优选的，汇流仓隔板5和微通道隔板7以及阻流块11是一个整体，由一整块铝板冲压而成，左右两侧侧4个水流通道分别直接焊接在液冷板上板14和液冷板下板 16上。安装时将液冷板板身15与液冷板上板14焊接在一起，再将焊接好的整个部件与液冷板下板16焊接为一个整体(上下液冷板与液冷板板身分别冲压并焊接而成)，进出液管分别通过橡胶管道与水泵和水箱相连。本实施例的液冷板采用部件式组装液冷板，具有结构简单，零部件少，密封性好，易于加工与装配的等特点；液冷板优选采用冲压板片钎焊，效率高且一次性合格率高，具有良好的经济效益。
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 (5)

1.一种间隔交互式微通道液冷板，其特征在于：包括上板、下板、板身和液冷区域，所述上板、下板和板身形成液冷区域，液冷区域包括若干微通道隔板，所述微通道隔板将液冷区域分成若干个微通道，微通道分成互相交互的两组，冷却液在两组微通道中反向流动；
所述液冷区域的左端设有左进液管和左出液管，右端设有右进液管和右出液管，从左进液管进入第一组微通道的冷却液从右出液管流出，从右进液管进入第二组微通道的冷却液从左出液管流出；
所述液冷区域的左右两端分别设有第一汇流仓和第二汇流仓，所述第一汇流仓通过汇流仓隔板分割为第一上汇流仓和第一下汇流仓；第二汇流仓通过汇流仓隔板分隔为第二上汇流仓和第二下汇流仓；左进液管与第一上汇流仓相对应，左出液管与第一下汇流仓相对应，右进液管与第二下汇流仓相对应，右出液管与第二上汇流仓相对应；第一上汇流仓和第二上汇流仓分别设有上汇流仓与微通道接口，第一下汇流仓和第二下汇流仓分别设有下汇流仓与微通道接口；
所述液冷区域的左右两侧均设有阻流块，阻流块与微通道相对应，阻流块分别间隔设置在第一汇流仓和第二汇流仓的汇流仓隔板的上下两侧。
2.根据权利要求1所述的间隔交互式微通道液冷板，其特征在于：所述汇流仓隔板、微通道隔板和阻流块通过一整块铝板冲压而成。
3.根据权利要求1所述的间隔交互式微通道液冷板，其特征在于：所述左进液管、左出液管、右进液管和右出液管分别焊接在上板和下板上。
4.根据权利要求1所述的间隔交互式微通道液冷板，其特征在于：液冷板采用冲压板片钎焊制成。
5.根据权利要求1所述的间隔交互式微通道液冷板，其特征在于：所述左进液管、左出液管、右进液管和右出液管分别通过橡胶管与水泵和水箱连接。
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