CN112542628B - 电池模组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电池模组的冷板，主要涉及冷板内部的流道结构设计方法。冷板包括主进口流道、主出口流道和多个支路流道，支路流道的入口端与主进口流道连接，支路流道的出口端与主出口流道连接；支路流道呈S形。本发明提供的冷板，通过在主进口流道和主出口流道之间并联多个阻力较大的S形支路流道单元，能够解决并联流道中各支路流量分布不均匀的问题，也能够充分利用并联型流道中压降较低的优势。本发明提供的电池模组包括上述冷板，该电池模组中的冷板各支路流量分布均匀，均温效果好，能够保证模组电芯温度分布的一致性，从而提升了电芯的充放电效率及循环使用寿命。

Description

电池模组
技术领域
本发明涉及电池冷却技术领域，尤其涉及一种电池模组。
背景技术
冷板是常见的一种对电池进行冷却的换热器，冷板内部具有可供冷却介质流动的流道。冷板内的流道主要分为单通道串并联复合形式或多通道串并联复合形式，对于一些并联型的流道结构，不同支路之间的流量分布不均匀，流量分布的不均匀性容易导致冷板的换热效率下降。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种支路流量分布均匀性较好的冷板。
本发明还提出一种具有上述冷板的电池模组。
根据本发明的第一方面实施例的冷板，包括：主进口流道；主出口流道；支路流道，所述支路流道设有多个，所述支路流道的入口端与所述主进口流道连接，所述支路流道的出口端与所述主出口流道连接，所述主进口流道和所述主出口流道均与所述支路流道连通；其中，所述支路流道包括三个或五个纵向流动部以及多个横向流动部，沿换热介质在所述支路流道内的流动方向上，多个所述纵向流动部和所述横向流动部依次间隔连接，且所述支路流道呈S形。
根据本发明实施例的冷板，至少具有如下有益效果：换热介质在支路流道内的流动路径较长，因此换热介质在支路流道内流动的阻力较大，有利于避免过多的换热介质从最靠近主进口模组的流入口的那一个支路流道流过，提高多个支路流道之间的流量分布均匀性。此外，该支路流道的设置方式能够避免换热介质流经支路流道后压损过大，从而避免降低换热效率或增加换热介质输送泵的能耗。
根据本发明的一些实施例，所述主进口流道的截面积和所述主出口流道的截面积均大于所述支路流道的截面积。
根据本发明的一些实施例，所述主出口流道包括主流出部和支路汇流部，所述主流出部与所述支路汇流部相连，所述支路汇流部与多个所述支路流道连通，所述主流出部朝所述支路汇流部的侧部延伸。
根据本发明的一些实施例，所述主进口流道包括主流入部和支路分流部，所述主流入部与所述支路分流部相连，所述支路分流部与多个所述支路流道连通，所述主流入部朝所述支路分流部的侧部延伸。
根据本发明的一些实施例，所述主流出部设置在所述支路分流部远离所述主流入部的一侧。
根据本发明的一些实施例，所述冷板具有介质入口和介质出口，所述介质入口与所述主进口流道连通，所述介质出口与所述主出口流道连通，所述介质入口与所述介质出口位于所述冷板的同侧。
根据本发明的一些实施例，多个所述支路流道的所述横向流动部的数量相同，多个所述支路流道的所述纵向流动部的数量相同。
根据本发明的一些实施例，所述冷板呈矩形。
根据本发明的一些实施例，相邻的所述纵向流动部相互平行。
根据本发明的第二方面实施例的电池模组，包括如上所述的冷板。
根据本发明实施例的电池模组，至少具有如下有益效果：电池模组中的冷板各支路流量分布均匀，换热效率高，电池散热效果好。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为一实施例中支路流道的示意图；
图2为另一实施例中支路流道的示意图；
图3为一些实施例中冷板的示意图。
附图标记：101-支路流道，103-纵向流动部，104-横向流动部，301-主进口流道，302-主出口流道，305-主流入部，306-支路分流部，307-支路汇流部，308-主流出部，309-介质入口，310-介质出口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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的限制。
在本发明的描述中，多个的含义是两个以上。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1和图3，冷板包括主进口流道301、主出口流道302以及多个支路流道101，支路流道101的入口端与主进口流道301连接，支路流道101的出口端与主出口流道302连接；参照图1，支路流道101的入口端位于支路流道101的下端，支路流道101的出口端位于支路流道101的上端。主进口流道301和主出口流道302均与支路流道101连通，主进口流道301、主出口流道302和支路流道101均可供换热介质流动。换热介质通过外部管路流入主进口流道301，进入主进口流道301的换热介质再分流至多个支路流道101，从支路流道101流出的换热介质在主出口流道302中汇聚并向冷板外部流出。
参照图1和图2，支路流道101包括三个或五个纵向流动部103以及多个横向流动部104，沿换热介质在支路流道101内流动的方向上，纵向流动部103和横向流动部104依次间隔连接，且支路流道101呈蛇型。以图1为例，沿上下方向延伸的纵向流动部103设有3个，其中一个横向流动部104连接最左侧的纵向流动部103和中间的纵向流动部103的上端，另一个横向流动部104连接中间的纵向流动部103和最右侧的横向流动部104的下端。纵向流动部103和横向流动部104依次间隔连接，以图1为例，在支路流道101内流动的换热介质依次流经左侧的纵向流动部103、上侧的横向流动部104、中间的纵向流动部103、下侧的横向流动部104和右侧的纵向流动部103。图1所示的支路流道101呈“S”型，图2所示的支路流道呈“双S”型。
对于并联式的流道或管路设计，若单个支路流道101的阻力(换热介质在单个支路流道101内流动的阻力)过小，则容易导致较大一部分的换热介质会从最靠近主进口流道301的入口的那一个支路流道101流过，从而导致流经各支路流道101的流量不均匀。对于图1和图2所示的支路流道101，换热介质在支路流道101内的流动路径较长，换热介质在支路流道101内流动的阻力较大，有利于避免过多的换热介质从最靠近主进口流道301的流入口的那一个支路流道101流过，提高支路流道101之间的流量分布均匀性。需要说明的是，若支路流道101中的纵向流动部103和横向流动部104设置的数量多于图2所示的设置方式，换热介质在单个支路流道101内的流动路径会过长，这会使换热介质流经支路流道101后压损过大。因此，支路流道101设置为图1或图2的方式能够避免换热介质流经支路流道101后压损过大，从而避免降低冷板的换热效率或增加换热介质输送泵的能耗。
由于整个冷板的流道设置为并联形式，调整主进口流道301和主出口流道302之间所并联的支路流道101的数量即可得到不同的冷板，减少了多种冷板的总体设计制造成本。参照图3，多个支路流道101的纵向流动部103数量相同，多个支路流道101的横向流动部104数量相同，即主进口流道301和主出口流道302之间并联的多个支路流道101是相同的，以便实现流量均匀分布；多个支路流道101也可以是不完全相同的，例如在主进口流道301和主出口流道302之间并联多个如图1所示的支路流道101和多个如图2所示的支路流道101。冷板可通过冲压焊接成型或吹胀成型的等方式加工获得，以冲压焊接为例，可以先在一块底板上冲压出槽体，然后在该底板上方焊接一块盖板从而获得冷板，盖板覆盖底板上的槽体以形成各种流道。冷板整体可以设置为便于加工制造的矩形，也可以根据待冷却的物件设置为其它形状。
参照图1和图2，在一些实施例中，支路流道101中相邻的纵向流动部103相互平行。在另一些实施例中，相邻的纵向流动部103也可以不平行，部分纵向流动部103可以朝左侧或右侧倾斜。纵向流动部103相互平行的设置方式有利于使支路流道101的结构更紧凑，避免占用不必要的空间。需要说明的是，本发明中关于描述支路流道101的“纵向”和“横向”主要用于区分支路流道101的两种不同部位，并不严格限定纵向流动部103必须是沿上下方向延伸，纵向流动部103可以朝斜上方或斜下方延伸(横向流动部104同理)。
参照图3，主进口流道301的截面积和主出口流道302的截面积大于支路流道101的截面积，这样设置有利于避免支路流道101不必要的设计冗余，同时能够在支路流道101入口端附近起到压力缓冲作用，有利于实现换热介质的均流。主进口流道301包括主流入部305和支路分流部306，主流入部305与支路分流部306相连，支路分流部306与多个支路流道101连接，主流入部305朝支路分流部306的前侧延伸从而使主进口流道301具有弯折部位。主出口流道302包括主流出部308和支路汇流部307，主流出部308与支路汇流部307相连，主流出部308朝支路汇流部307的前侧延伸从而使主出口流道302具有弯折部位。具体来说，参照图3，主进口流道301和主出口流道302整体大致呈L型；主进口流道301中，沿上下方向延伸的较短的一段为主流入部305，沿左右方向延伸的较长的一段为支路分流部306；主出口流道302中，沿上下方向延伸的一段为主流出部308，沿左右方向延伸的一段为支路汇流部307。
相对于没有设置弯折的主出口流道302，设有弯折的主出口流道302的沿程阻力较大，四个支路流道101的入口端的换热介质的压力也会较大，在四个支路流道101的入口端的之间的压力差值保持不变的情况下，四个支路流道101的入口端之间的压力差值与支路流道101入口端的压力值之间的比值减小(例如，对于没有设置弯折的主出口流道302，四个支路流道101的入口端的换热介质的压力分别为10MPa、8MPa、6MPa、4MPa，对于设有弯折的主出口流道302，四个支路流道101的入口端的换热介质的压力分别为15MPa、13MPa、11MPa、9MPa)，流经各支路流道101的流量相对更均匀。
主进口流道301具有介质入口309，介质入口309与主进口流道301连通，主出口流道302具有介质出口310，介质出口310与主出口流道302连通，介质入口309和介质出口310均设置在冷板的前侧，以便配合外部管路的位置。参照图3，主流出部308位于支路分流部306远离主流入部305的一侧，具体来说，主流入部305连接在支路分流部306的右端，主流出部308位于支路分流部306的左侧。在这种设置方式下，无论换热介质具体流经哪个支路流道101，换热介质在冷板内部的流动路径基本相同，阻力也基本相同(与同程式管路系统类似)，有利于实现流量均匀分配。
本发明还提供了一种包括上述实施例所述的冷板的电池模组，该电池模组中，冷板的表面涂有导热胶，冷板涂有导热胶的表面与电池本体的表面贴合。该电池模组中的冷板各支路流量分布均匀，换热效率高，电池散热效果好。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (7)

1.电池模组，其特征在于，包括冷板和电池本体，所述冷板的表面涂有导热胶，所述冷板涂有导热胶的表面与所述电池本体的表面贴合，所述冷板包括：
介质入口；
介质出口；
主进口流道，包括主流入部和支路分流部，所述主流入部的两端分别与所述介质入口和所述支路分流部连通，所述主流入部朝所述支路分流部的侧部延伸；
主出口流道，包括主流出部和支路汇流部，所述主流出部的两端分别与所述介质出口和所述支路汇流部连通；
支路流道，所述支路流道设有多个，所有所述支路流道的入口端均与同一所述支路分流部连通，所述支路流道的出口端与所述支路汇流部连通，以使所述主进口流道和所述支路汇流部均与所述支路流道连通；其中，所述支路流道包括三个或五个纵向流动部以及多个横向流动部，沿换热介质在所述支路流道内的流动方向上，多个所述纵向流动部和所述横向流动部依次间隔连接，且所述支路流道呈蛇形；
所述支路汇流部沿所述支路流道的排列方向延伸，所述主流出部沿所述纵向流动部的长度方向延伸，所述介质出口与所述支路流道的入口端朝向相同，所述介质入口和所述介质出口设置在所述冷板的同侧；
所述主流入部朝所述支路分流部的前侧延伸从而使所述主进口流道具有弯折部位，所述主流出部朝所述支路汇流部的前侧延伸从而使所述主出口流道具有弯折部位，所述主流出部位于所述支路分流部远离所述主流入部的一侧。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述主进口流道的截面积和所述主出口流道的截面积均大于所述支路流道的截面积。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述主进口流道包括主流入部和支路分流部，所述主流入部与所述支路分流部的一端相连，所述支路分流部与多个所述支路流道连通，所述主流入部朝所述支路分流部的侧部延伸。
4.根据权利要求3所述的电池模组，其特征在于，所述主流出部设置在所述支路分流部远离所述主流入部的一侧。
5.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，多个所述支路流道的所述横向流动部的数量相同，多个所述支路流道的所述纵向流动部的数量相同。
6.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述冷板呈矩形。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池模组，其特征在于，相邻的所述纵向流动部相互平行。
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Denomination of invention: Battery Module

Effective date of registration: 20221213

Granted publication date: 20220916

Pledgee: Shenzhen small and medium sized small loan Co.,Ltd.

Pledgor: SHENZHEN CLOU ELECTRONICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980027310