CN110931911A - 一种冷却板及冷却系统 - Google Patents

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刘安龙
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Abstract

本发明实施例涉及冷却系统技术领域，公开了一种冷却板及冷却系统，以增强冷却板的散热效果，提高冷却板的结构稳定性。本发明提供的冷却板，包括：相对合的冷却板上板和冷却板下板，以及水管接头，其中：冷却板下板，包括多条相连通的沟槽，沟槽中设置有多个朝向冷却板上板的凸起；冷却板上板覆盖沟槽，在冷却板上板和冷却板下板之间形成流道；水管接头为两个，均设置于冷却板上板远离冷却板下板的一侧，且与流道相连通。

Description

一种冷却板及冷却系统
技术领域
本发明涉及冷却系统技术领域，特别是涉及一种冷却板及冷却系统。
背景技术
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车的发展尤为迅速。电动汽车以电力为动力源，通过电动机取代燃油发动机，不仅具有高效率、低噪声、减少废气排放等特点，而且可以大量节省燃油能源。随着电动汽车动力电池技术的日益成熟与发展，电动汽车必将成为未来汽车工业发展的主要趋势。
其中，动力电池总成是电动汽车的储能装置，充电后的动力电池总成是电动汽车的动力源泉，电动汽车的续航里程与动力电池的容量相关。而对于能量密度一定的单体，其体积大小又决定了动力电池的容量。
随着新能源汽车的进一步推广，为了更大程度的挖掘电池系统的性能特性，提高动力电池寿命，未来对于动力电池系统的热管理的设计要求也会逐渐提高。同时，随着人们对充电速度的要求越来越高，则对高倍率充电的需求越来越迫切。而高倍率充电工况下，电池产生的热量较多。这时，传统的自然冷却以及风冷已不能满足电池系统的冷却需求。
发明内容
本发明实施例提供一种冷却板及冷却系统，以增强冷却板的散热效果，提高冷却板的结构稳定性。
本发明实施例提供了一种冷却板，包括：相对合的冷却板上板和冷却板下板，以及水管接头，其中：
所述冷却板下板，包括多条相连通的沟槽，所述沟槽中设置有多个朝向所述冷却板上板的凸起；
所述冷却板上板覆盖所述沟槽，在所述冷却板上板和所述冷却板下板之间形成流道；
所述水管接头为两个，均设置于所述冷却板上板远离所述冷却板下板的一侧，且与所述流道相连通。
在本技术方案的冷却板中，冷却板下板设置有沟槽，冷却板上板与冷却板下板对合以覆盖沟槽，从而在冷却板上板和冷却板下板之间形成中空的流道。由于沟槽中设置有多个凸起，从而将一条流道分为两条，减小了流道的宽度。与现有技术相比，本技术方案的冷却板的多个凸起在流道中能够起到对冷却液的扰流作用，同时能够增加冷却板与冷却液的接触面积，从而有效的增强冷却板的散热效果，当该冷却板应用于动力电池的散热时，能够使动力电池快速冷却，提高动力电池寿命；并且，通过设置凸起还能够有效的增加冷却板的结构稳定性。
在技术方案的实施例中，可选的，还包括设置于所述冷却板上板同一侧的两个第一接头耳部，以及设置于所述冷却板下板与所述第一接头耳部一一对应设置的第二接头耳部，所述第二接头耳部与所述流道相连通；所述水管接头一一对应的设置于所述第一接头耳部。通过设置接头耳部，以用于设置水管接头，从而便于水管接头的固定。
在技术方案的任一实施例中，可选的，所述水管接头为阶梯轴结构，所述水管接头远离所述冷却板上板一端的直径小于靠近所述冷却板上板一端的直径。通过将水管接头设置为阶梯结构，可以有效的提高水管接头与其相对应的接头插接时的密封性，从而避免漏液现象的发生。
在技术方案的实施例中，可选的，所述流道包括多条首尾相连的U型流道，所述U型流道包括相对设置的第一流路和第二流路，以及连接所述第一流路和所述第二流路的第三流路。通过将流道设置为包括多条首尾相连的U型流道，可以增加流道的密度，从而增加冷却效果。
在技术方案的任一实施例中，可选的，所述第三流路的宽度小于所述第一流路的宽度，且小于所述第二流路的宽度；所述凸起设置于所述第一流路和所述第二流路，所述凸起的延伸方向与所述第一流路和所述第二流路的延伸方向相同。通过将凸起的延伸方向设置为与第一流路和第二流路的延伸方向相同，这样可以起到扰流条的作用，使扰流效果更显著。
在技术方案的实施例中，可选的，所述冷却板上板的厚度d1满足：1mm≤d1≤1.5mm；和/或，所述冷却板下板的厚度d2满足：1mm≤d2≤1.2mm。通过将冷却板上板以及冷却板下板的厚度分别设置为上述范围，能够在满足热量管理性能的同时有效的降低冷却板的总成高度，提高冷却板的集成度，实现冷却板的轻量化设计。
在技术方案的任一实施例中，可选的，所述冷却板还包括设置于所述冷却板上板远离所述冷却板下板一侧的一体式导热垫，所述一体式导热垫覆盖所述流道。这样能够有效的简化一体式导热垫的粘贴工艺，使其装配较为便捷，减小装配误差。
在技术方案的实施例中，可选的，所述冷却板还包括设置于所述冷却板下板远离所述冷却板上板一侧的隔热垫，所述隔热垫覆盖所述流道。通过在冷却板下板远离冷却板上板的一侧设置隔热垫，由于隔热垫对冷却板有一定的支撑作用，从而可以有效的避免冷却板的变形。
在技术方案的任一实施例中，可选的，所述隔热垫的厚度d3满足：2mm≤d3≤5mm。通过将隔热垫的厚度设置为上述范围，能够在有效的实现保温和隔热的效果的同时，降低冷却板的总成高度，提高冷却板的集成度。
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种冷却系统，包括：水管，沿所述水管径向固定于所述水管的快插接头，以及多个如前所述的冷却板，其中：
多个所述冷却板呈阵列排布，每列所述冷却板的所述管接头位于所述冷却板的同一侧；
所述快插接头与所述水管相连通，且一一对应的插设于所述水管接头。
在本技术方案的冷却系统中，由于每个冷却板的多个凸起在流道中能够起到对冷却液的扰流作用，同时能够增加冷却板与冷却液的接触面积，从而使该冷却系统的散热效果较佳，当该冷却系统应用于动力电池的散热时，能够使动力电池快速冷却，提高动力电池寿命；并且，通过设置凸起还能够有效的增加冷却板的结构稳定性，从而使冷却系统的结构较为牢靠。
在技术方案的实施例中，可选的，每个所述冷却板的两个所述水管接头的长度不同。这样在快插接头插接于水管接头时，可以将水管沿冷却板的厚度方向叠置，并盘绕在冷却板的周侧，从而大大减小了水管所占用的空间。
在技术方案的任一实施例中，可选的，所述快插接头与所述水管的材质相同，且为非金属材质。这样可以使其重量较小，实现冷却系统的轻量化设计。
附图说明
图1为本发明实施例的冷却板下板的结构示意图；
图2为本发明一实施例的冷却板的结构示意图；
图3为本发明另一实施例的冷却板的结构示意图；
图4为本发明又一实施例的冷却板的结构示意图；
图5为本发明一实施例的冷却板的结构示意图；
图6为图4和图5实施例中的冷却板的结构分解图；
图7为本发明实施例的冷却系统的结构示意图；
图8为本发明实施例的布置有水管的冷却系统的结构示意图。
附图标记：
1-冷却板；
2-冷却板上板；
3-冷却板下板；
31-沟槽；
32-凸起；
4-水管接头；
5-流道；
51-第一流路；
52-第二流路；
53-第三流路；
61-第一接头耳部；
62-第二接头耳部；
7-一体式导热；
8-隔热垫；
9-冷却系统；
10-水管；
11-快插接头；
12-冷却液接头。
具体实施方式
为增强冷却板的散热效果，提高冷却板的结构稳定性，本发明实施例提供了一种冷却板及冷却系统。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。
如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种冷却板1，包括：相对合的冷却板上板2和冷却板下板3，以及水管接头4，其中：
冷却板下板3，包括多条相连通的沟槽31，沟槽31中设置有多个朝向冷却板上板2的凸起32；
冷却板上板2覆盖沟槽31，在冷却板上板2和冷却板下板3之间形成流道5；
水管接头4为两个，均设置于冷却板上板2远离冷却板下板3的一侧，且与流道5相连通。
在本技术方案的冷却板1中，冷却板下板3设置有沟槽31，冷却板上板2与冷却板下板3对合以覆盖沟槽31，从而在冷却板上板2和冷却板下板3之间形成中空的流道5。由于沟槽31中设置有多个凸起32，从而将一条流道5分为两条，减小了流道5的宽度。与现有技术相比，本技术方案的冷却板1的多个凸起32在流道5中能够起到对冷却液的扰流作用，同时能够增加冷却板1与冷却液的接触面积，从而有效的增强冷却板1的散热效果，当该冷却板1应用于动力电池的散热时，能够使动力电池快速冷却，提高动力电池寿命；并且，通过设置凸起32还能够有效的增加冷却板1的结构稳定性。
在本技术方案各实施例中，冷却板上板2和冷却板下板3的材质相同，具体材质不限，优选的可以为铝，这样不仅可以使冷却板1的重量较轻，还便于实现冷却板上板2和冷却板下板3的钎焊。
更进一步的，可以使冷却板上板2和冷却板下板3的边界完全相同，从而便于实现冷却板上板2和冷却板下板3的整体钎焊，简化冷却板1的加工工艺。
在本技术方案各实施例中，流道5的具体排布方式不限，在一优选的实施例中，可以将使流道5的排布与需要被冷却的部件相对应，以使冷却板1与需要被冷却的部件相对的位置均有冷却液流过。例如，将该冷却板1应用于动力电池的冷却时，可将流道5依照电池单体的排布设置。
如图1、图2、图4、图5和图6所示，其中，图1为冷却板下板的结构示意图，图2、图4和图5为冷却板的结构示意图，图6为图4和图5冷却板的结构分解图。在本技术方案的实施例中，可选的，冷却板1还包括设置于冷却板上板2同一侧的两个第一接头耳部61，以及设置于冷却板下板与第一接头耳部61一一对应设置的第二接头耳部62，第二接头耳部62与流道5相连通；水管接头4一一对应的设置于第一接头耳部61。
在本技术方案中，水管接头4的材质不限，可以为与冷却板材质相同的铝材。
通过设置接头耳部，以用于设置水管接头4，从而便于水管接头4的固定。其中，水管接头4与第一接头耳部61的固定方式不限，可以为焊接。
如图2所示，图2为冷却板的结构示意图。在本技术方案的任一实施例中，可选的，水管接头4为阶梯轴结构，水管接头4远离冷却板上板2一端的直径小于靠近冷却板上板2一端的直径。
通过将水管接头4设置为阶梯结构，可以有效的提高水管接头4与其相对应的接头插接时的密封性，从而避免漏液现象的发生。
如图1所示，图1为冷却板下板的结构示意图。在本技术方案的实施例中，可选的，流道5包括多条首尾相连的U型流道，U型流道包括相对设置的第一流路51和第二流路52，以及连接第一流路51和第二流路52的第三流路53。
进一步的，在本技术方案的任一实施例中，可选的，第三流路53的宽度小于第一流路51的宽度，且小于第二流路52的宽度；凸起32设置于第一流路51和第二流路52，凸起32的延伸方向与第一流路51和第二流路52的延伸方向相同。
在本技术方案中，凸起32的设置位置不限，优选的，将凸起32设置于流道5的中间，以将流道5分隔为两条宽度相同的流道5。并且，凸起32的具体结构形式不限，当凸起32为点状时，以起到扰流点的作用；当凸起32的延伸方向与第一流路51和第二流路52的延伸方向相同时，以起到扰流条的作用，使扰流效果更显著。除此之外，还可以将凸起32均匀的设置于第一流路51和第二流路52。
通过将第三流路53的宽度设置为小于第一流路51的宽度，且小于第二流路52的宽度，这样可以使流道5在折弯处由双流道变为单流道，从而可以增大该区域的冷却液流速，进一步提高冷却板1的换热效率。
在本技术方案的实施例中，可选的，冷却板上板的厚度d1满足：1mm≤d1≤1.5mm；和/或，冷却板下板的厚度d2满足：1mm≤d2≤1.2mm。
通过将冷却板上板以及冷却板下板的厚度分别设置为上述范围，与现有技术相比，能够在满足热量管理性能的同时有效的降低冷却板的总成高度，提高冷却板的集成度，实现冷却板的轻量化设计。
如图2、图4和图6所示，图2、图4为冷却板的结构示意图，图6为图4冷却板的结构分解图。在本技术方案的任一实施例中，可选的，冷却板1还包括设置于冷却板上板2远离冷却板下板3一侧的一体式导热垫7，一体式导热垫7覆盖流道5。
通过在冷却板上板2远离冷却板下板3的一侧设置一体式导热垫7，其与现有技术相比，能够有效的简化一体式导热垫7的粘贴工艺，使其装配较为便捷，同时也能够减小装配误差。以使该冷却板1用于动力电池的冷却时，避免由于导热垫的装配误差较大而导致的冷却板1与动力电池接触不良的发生。并且，一体式导热垫7还可以通过自身压缩来吸收冷却板1与动力电池装配时的部分装配误差。
进一步的，在本技术方案中，不对一体式导热垫7的具体材质做限定，可选的，一体式导热垫7采用丙烯弹性体制作而成。
更进一步的，如图3、图5和图6所示，图3、图5为冷却板的结构示意图，图6为图5冷却板的结构分解图。在本技术方案的实施例中，可选的，冷却板1还包括设置于冷却板下板3远离冷却板上板2一侧的隔热垫8，隔热垫8覆盖流道5。
通过在冷却板下板3远离冷却板上板2的一侧设置隔热垫8，由于隔热垫8对冷却板1有一定的支撑作用，可以有效的避免冷却板1的变形。并且，当隔热垫8的材质为发泡聚丙烯塑料时，其导热系数低，可实现低温下动力电池的保温，以及高温下动力电池的隔热。值得一提的是，在本技术方案中，隔热垫8也可以为一体式结构，这样可以简化隔热垫8的粘贴工艺，使其装配较为便捷。
进一步的，在本技术方案的任一实施例中，可选的，隔热垫8的厚度d3满足：2mm≤d3≤5mm。
将隔热垫8的厚度设置为上述范围，与现有技术相比，能够在有效的实现保温和隔热的效果的同时，还可以降低冷却板1的总成高度，提高冷却板1的集成度。
请参照图1所示，在本技术方案的任一实施例中，可选的，沟槽31为冲压成型结构。
由于，本技术方案的冷却板下板3的厚度较小，通过将沟槽31设计为在冷却板下板3的冲压成型结构，可以提高冷却板下板3的结构强度。进一步的，还可以将凸起32设计为在冷却板下板3的冲压成型结构，从而进一步的提高冷却板下板3的结构强度。
如图7和图8所示，其中，图7为本发明实施例的冷却系统的结构示意图，图8为将水管布置于图7所示冷却系统的结构示意图。基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种冷却系统9，包括：水管10，固定于水管10的快插接头11，以及多个如前所述的冷却板1，其中：
多个冷却板1呈阵列排布，每列冷却板1的管接头4位于冷却板1的同一侧；
快插接头11与水管10相连通，且一一对应的插设于水管接头4。
在本技术方案的冷却系统9中，通过快插接头11与水管接头4的插接来实现水管10与冷却板1流道5的连通，可使该安装较为便捷。并且由于每个冷却板1的多个凸起32在流道5中能够起到对冷却液的扰流作用，同时能够增加冷却板1与冷却液的接触面积，从而使该冷却系统9的散热效果较佳，当该冷却系统9应用于动力电池的散热时，能够使动力电池快速冷却，提高动力电池寿命；并且，通过设置凸起32还能够有效的增加冷却板1的结构稳定性，从而使冷却系统9的结构较为牢靠。
如图4和图5所示，在本技术方案一个具体实施例中，冷却系统9由上述六块冷却板1总成组成，六块冷却板1采用并联的形式连接。其中，包括四块大冷却板。两块小冷却板，大冷却板可覆盖三个电池模组的底面，小冷却板可覆盖两个电池模组的底面。
如图2至图5所示，在本技术方案的实施例中，可选的，每个冷却板1的两个水管接头4的长度不同。
通过在每个冷却板1上设置长度不同的两个水管接头4来代替现有技术中的支管路，可以有效的降低成本。并且，这样在快插接头11插接于水管接头4时，可以将水管10沿冷却板1的厚度方向叠置，并盘绕在冷却板1的周侧，从而大大减小了水管10所占用的空间。
在本技术方案的任一实施例中，可选的，快插接头与水管的材质相同，且为非金属材质。优选的水管为尼龙塑料水管，快插接头也可以为尼龙塑料接头，这样可以使其重量较小，实现冷却系统的轻量化设计。并且尼龙塑料水管具有定型性较好，便于布置，以及能够有效的减小振动摩擦，失效率低的优点。
如图8所示，在本技术方案中，还可以在尼龙塑料水管的两个端部各设置一个冷却液接头12，用于冷却液的流进流出。其中，尼龙塑料水管与冷却液接头12可以采用热压工艺连接，以达到节约空间，提高密封性的作用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种冷却板，其特征在于，包括：相对合的冷却板上板和冷却板下板，以及水管接头，其中：
所述冷却板下板，包括多条相连通的沟槽，所述沟槽中设置有多个朝向所述冷却板上板的凸起；
所述冷却板上板覆盖所述沟槽，在所述冷却板上板和所述冷却板下板之间形成流道；
所述水管接头为两个，均设置于所述冷却板上板远离所述冷却板下板的一侧，且与所述流道相连通。
2.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，还包括设置于所述冷却板上板同一侧的两个第一接头耳部，以及设置于所述冷却板下板与所述第一接头耳部一一对应设置的第二接头耳部，所述第二接头耳部与所述流道相连通；
所述水管接头一一对应的设置于所述第一接头耳部。
3.如权利要求2所述的冷却板，其特征在于，所述水管接头为阶梯轴结构，所述水管接头远离所述冷却板上板一端的直径小于靠近所述冷却板上板一端的直径。
4.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述流道包括多条首尾相连的U型流道，所述U型流道包括相对设置的第一流路和第二流路，以及连接所述第一流路和所述第二流路的第三流路。
5.如权利要求4所述的冷却板，其特征在于，所述第三流路的宽度小于所述第一流路的宽度，且小于所述第二流路的宽度；所述凸起设置于所述第一流路和所述第二流路，所述凸起的延伸方向与所述第一流路和所述第二流路的延伸方向相同。
6.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述冷却板上板的厚度d1满足：1mm≤d1≤1.5mm；和/或，所述冷却板下板的厚度d2满足：1mm≤d2≤1.2mm。
7.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，还包括设置于所述冷却板上板远离所述冷却板下板一侧的一体式导热垫，所述一体式导热垫覆盖所述流道。
8.如权利要求7所述的冷却板，其特征在于，所述冷却板还包括设置于所述冷却板下板远离所述冷却板上板一侧的隔热垫，所述隔热垫覆盖所述流道。
9.如权利要求8所述的冷却板，其特征在于，所述隔热垫的厚度d3满足：2mm≤d3≤5mm。
10.一种冷却系统，其特征在于，包括：水管，固定于所述水管的快插接头，以及多个如权利要求1～9任一项所述的冷却板，其中：
多个所述冷却板呈阵列排布，每列所述冷却板的所述管接头位于所述冷却板的同一侧；
所述快插接头与所述水管相连通，且一一对应的插设于所述水管接头。
11.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，每个所述冷却板的两个所述水管接头的长度不同。
12.如权利要求10所述的冷却系统，其特征在于，所述快插接头与所述水管的材质相同，且为非金属材质。
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