CN112751106A - 一种液冷结构及电池模组 - Google Patents

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CN112751106A CN202110080579.7A CN202110080579A CN112751106A CN 112751106 A CN112751106 A CN 112751106A CN 202110080579 A CN202110080579 A CN 202110080579A CN 112751106 A CN112751106 A CN 112751106A
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Abstract

本发明涉及散热结构的技术领域，提供了一种液冷结构及电池模组，其中液冷结构包括：第一液冷管；第二液冷管，与第一液冷管相邻且平行设置；第一连接管，与第一液冷管的第一端和第二液冷管的第一端连通；以及第二连接管，第二连接管的内部设有用于分隔第一液冷管和第二液冷管的隔板，隔板将第二连接管分隔为第一连接部和第二连接部，第一连接部设有进液口，第二连接部设有出液口，第一连接部与第一液冷管的第二端连通，第二连接部与第二液冷管的第二端连通；电池模组设有上述的液冷结构；上述设计提高了液冷结构的散热效果；第一液冷管和第二液冷管无需发生折弯，避免因折弯而引起液冷管损坏的问题，同时易于装配。

Description

一种液冷结构及电池模组
技术领域
本发明涉及散热结构的技术领域，更具体地说，是涉及一种液冷结构及电池模组。
背景技术
现有用于电池模组散热的液冷结构多数采用蛇形管，其装配方式如下：采用圆柱电芯，先把电芯按分配好的正负方向装配在支架底内，然后依次在蛇形管表面贴绝缘导热胶，注意进水口和出水口；然后固定支架盖，再依次按电芯正负极方向装配载流片及汇流排，然后盖上盖板；
然而，蛇形管呈“S”形穿插于相邻两排电芯之间，环绕长度较长不易装配，且进水口和出水口是直通的，进水口和出水口分布在两端，进水口和出水口距离较长，容易产生不同排的电芯之间冷却程度不一的问题；其次，由于蛇形管折弯较多易发生因工艺弯折泄露风险，且不易加工；最后，动力电池模组常用圆柱电芯，多采用电芯躺向放置，其布置姿态受限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液冷结构及电池模组，以解决现有技术中存在的液冷结构不易装配、冷却效果不均匀以及易折弯损坏的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种液冷结构，包括：
第一液冷管；
第二液冷管，与所述第一液冷管相邻且平行设置；
第一连接管，与所述第一液冷管的第一端和所述第二液冷管的第一端连通；以及
第二连接管，所述第二连接管的内部设有用于分隔所述第一液冷管和所述第二液冷管的隔板，所述隔板将所述第二连接管分隔为第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设有进液口，所述第二连接部设有出液口，所述第一连接部与所述第一液冷管的第二端连通，所述第二连接部与所述第二液冷管的第二端连通。
在一个实施例中，所述第一液冷管和所述第二液冷管之间留有预设间隙。
在一个实施例中，还包括第三液冷管、与所述第三液冷管相邻且平行设置的第四液冷管，以及与所述第三液冷管的第一端和所述第四液冷管的第一端连通的第三连接管，所述第一连接部与所述第三液冷管的第二端连通，所述第二连接部与所述第四液冷管的第二端连通。
在一个实施例中，所述第三液冷管与所述第一液冷管并排设置，所述第四液冷管与所述第二液冷管并排设置。
在一个实施例中，所述第三液冷管与所述第一液冷管的长度相等，所述第四液冷管与所述第二液冷管的长度相等。
在一个实施例中，所述第三液冷管和所述第四液冷管之间留有预设间隙。
在一个实施例中，所述第一液冷管的纵截面呈波浪形，所述第一液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第一容置槽，位于正面的所述第一容置槽与位于反面的所述第一容置槽错位设置；所述第二液冷管的纵截面呈波浪形，所述第二液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第二容置槽，位于正面的所述第二容置槽与位于反面的所述第二容置槽错位设置，所述第一容置槽与所述第二容置槽一一正对设置；所述第三液冷管的纵截面呈波浪形，所述第三液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第三容置槽，位于正面的所述第三容置槽与位于反面的所述第三容置槽错位设置；所述第四液冷管的纵截面呈波浪形，所述第四液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第四容置槽，位于正面的所述第四容置槽与位于反面的所述第四容置槽错位设置，所述第三容置槽与所述第四容置槽一一正对设置。
在另一个实施例中，所述第一液冷管上形成有多个第一容置槽，多个所述第一容置槽沿所述第一液冷管的长度方向依次布置，所述第二液冷管上形成有多个第二容置槽，多个所述第二容置槽沿所述第二液冷管的长度方向依次布置，所述第一容置槽和所述第二容置槽一一正对设置；所述第三液冷管上形成有多个第三容置槽，多个所述第三容置槽沿所述第三液冷管的长度方向依次布置，所述第四液冷管上形成有多个第四容置槽，多个所述第四容置槽沿所述第四液冷管的长度方向依次布置，所述第三容置槽和所述第四容置槽一一正对设置。
本实施例还提供一种电池模组，包括第一电芯组、与所述第一电芯组层叠设置的第二电芯组，以及上述的液冷结构，所述第一液冷管和所述第二液冷管设于所述第一电芯组和所述第二电芯组之间。
本实施例还提供一种电池模组，包括第一电芯组、第二电芯组、第三电芯组、第四电芯组和上述的液冷结构，所述第一电芯组与所述第二电芯组层叠设置，所述第三电芯组与所述第四电芯组层叠设置，所述第一电芯组与所述第三电芯组并排设置，所述第二电芯组与所述第四电芯组并排设置，所述第一液冷管和所述第二液冷管设于所述第一电芯组和所述第二电芯组之间，所述第三液冷管和所述第四液冷管设于所述第三电芯组和所述第四电芯组之间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的液冷结构的立体结构图；
图2是本发明实施例提供的液冷结构的剖视图；
图3是本发明实施例提供的电池模组的立体结构图；
图4是图1“A”处的放大图。
图中各附图标记为：
100-液冷结构；200-电池模组
1-第一液冷管；2-第二液冷管；3-第一连接管；4-第二连接管；5-第三液冷管；6-第四液冷管；7-第三连接管；
11-第一容置槽；25-第二容置槽；51-第三容置槽；61-第四容置槽；20-电芯组；21-第一电芯组；22-第二电芯组；23-第三电芯组；24-第四电芯组；41-第一连接部；42-第二连接部；43-隔板；
201-电芯；411-进液口；421-出液口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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，而不是指示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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行更加详细的描述：
如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种液冷结构100，包括：
第一液冷管1；
第二液冷管2，与第一液冷管1相邻且平行设置；
第一连接管3，与第一液冷管1的第一端和第二液冷管2的第一端连通；以及
第二连接管4，第二连接管4的内部设有用于分隔第一液冷管1和第二液冷管2的隔板43，隔板43将第二连接管4分隔为第一连接部41和第二连接部42，第一连接部41设有进液口411，第二连接部42设有出液口421，第一连接部41与第一液冷管1的第二端连通，第二连接部42与第二液冷管2的第二端连通。
本实施例提供的液冷结构100的工作原理如下：
出液口421和进液口411均与液冷源连通，液冷源提供冷却液体例如水，冷却液体从进液口411进入第一连接部41中，再进入与第一连接部41连通的第一液冷管1中，冷却液体充满整个第一液冷管1的内腔，再进入第一连接管3中，然后再进入与第一连接管3连通的第二液冷管2，冷却液体充满整个第二液冷管2的内腔，回流到第二连接部42中，再由出液口421输出，回到液冷源中；将液冷结构100置于待冷却的电池模组200中，第一液冷管1和第二液冷管2的表面贴附绝缘导热胶，第一液冷管1和第二液冷管2的表面与电池模组200中的电芯接触；
具体地，电池模组200包括一个电芯组20，电芯组20包括多个并排设置的电芯201，多个电芯201沿第一液冷管1和第二液冷管2的长度方向依次布置，每一电芯201同时贴于第一液冷管1和第二液冷管2的表面，即每一电芯201的上半部分与第一液冷管1接触，其下半部分与第二液冷管2接触，当冷却液体从液冷源出发，依次经过进液口411、第一连接部41、第一液冷管1、第一连接管3、第二液冷管2、第二连接部42和出液口421，当经过第一液冷管1和第二液冷管2时，可以将与第一液冷管1和第二液冷管2接触的电芯201的热量带走，当冷却液体再次回到液冷源时，通过其他散热部件将冷却液体的热量传递至外界，使得冷却液体可以循环将电池模组200的热量带走；
通过采用上述技术方案，冷却液体的流动方向为从第一液冷管1的第二端流向第一端，再从第二液冷管2的第一端流向第二端，如此冷却液体的温度是从第一液冷管1的第二端向第一端依次升高，并且从第二液冷管2的第一端向第二端依次升高，由于第一液冷管1和第二液冷管2相邻且平行设置，第一液冷管1的第一端与第二液冷管2的第一端位于同侧，第一液冷管1的第二端与第二液冷管2的第二端位于同侧，而每一电芯201同时与第一液冷管1和第二液冷管2接触。需要进一步解释的是，对于单个电芯201，电芯201的上半部分与第一液冷管1接触，电芯201的下半部分与第二液冷管2接触，当电池模组200开始工作时，第一液冷管1和第二液冷管2的冷却温度无法立刻达到一致，靠近进液口411的部分冷却温度低，而靠近出液口421的部分冷却温度高，即单个电芯201发热时，单个电芯201的上半部分被第一液冷管1带走的热量多于单个电芯201的下半部分被第二液冷管2带走的热量，而在单个电芯201的内部，上半部分和下半部分之间的热量会由高温度传递至低温度，直至动态恒温。进一步说明的是，并排设置的多个电芯201的上半部分与第一液冷管1接触部分的温度从第二端向第一端依次升高，同时并排设置的多个电芯201的下半部分与第二液冷管2接触部分的温度从第一端向第二端依次升高，如此，单个电芯201的上半部分和下半部分会达到动态平衡，同时多个电芯201综合其自身上半部分和下半部分的冷却温度均会达到动态平衡，多个电芯201的电芯温度可以达到均等，避免了多个电芯201的冷却速度不相同，产生不良反应，上述设计提高了散热效果；另外，第一液冷管1和第二液冷管2之间通过第一连接管3完成连接，第一液冷管1和第二液冷管2无需发生折弯，避免因折弯而引起液冷管损坏的问题，同时第一液冷管1和第二液冷管2相邻且平行设置，相比于现有技术的蛇形管，本实施例的液冷结构100易于装配。
在一个实施例中，第一液冷管1和第二液冷管2之间留有预设间隙。
具体地，第一液冷管1和第二液冷管2间隔设置，两者互不接触。
通过采用上述技术方案，避免第一液冷管1和第二液冷管2的热量相互传递，造成第一液冷管1和第二液冷管2的温度在相同位置无法互补，造成多个电芯201综合冷却温度不一致。
在一个实施例中，还包括第三液冷管5、与第三液冷管5相邻且平行设置的第四液冷管6，以及第三液冷管5的第一端和第四液冷管6的第一端连通的第三连接管7，第一连接部41与第三液冷管5的第二端连通，第二连接部42与第四液冷管6的第二端连通。
具体地，冷却液体从进液口411进入第一连接部41中，再分别进入与第一连接部41连通的第一液冷管1和第三液冷管5中，冷却液体充满整个第一液冷管1和第三液冷管5的内腔，再分别进入第一连接管3和第三连接管7中，然后再进入与第一连接管3连通的第二液冷管2和与第三连接管7连通的第四液冷管6，冷却液体充满整个第二液冷管2和第四液冷管6的内腔，回流到第二连接部42中，再由出液口421输出，回到液冷源中；将液冷结构100置于待冷却的电池模组200中，第一液冷管1、第二液冷管2、第三液冷管5和第四液冷管6的表面贴附绝缘导热胶，第一液冷管1、第二液冷管2、第三液冷管5和第四液冷管6的表面与电池模组200中的电芯201接触；
具体地，电池模组200包括两个并排设置的电芯组20，每一电芯组20包括多个并排设置的电芯201，其中一个电芯组20的多个电芯201沿第一液冷管1和第二液冷管2的长度方向依次布置，另一个电芯组20的多个电芯201沿第三液冷管5和第四液冷管6的长度方向依次布置，每一电芯201同时贴于第三液冷管5和第四液冷管6的表面，即每一电芯201的上半部分与第三液冷管5接触，其下半部分与第四液冷管6接触，冷却液体从液冷源出发，依次经过进液口411、第一连接部41、第三液冷管5、第三连接管7、第四液冷管6、第二连接部42和出液口421，当经过第三液冷管5和第四液冷管6时，可以将与第三液冷管5和第四液冷管6接触的电芯201的热量带走，当冷却液体再次回到液冷源时，通过其他散热部件将冷却液体的热量传递至外界，使得冷却液体可以循环将电池模组200的热量带走；
具体地，第二连接管4位于第一液冷管1和第三液冷管5之间，同时也位于第二液冷管2和第四液冷管6之间，即同一个液冷源可以同时对第一液冷管1、第二液冷管2、第三液冷管5和第四液冷管6注入冷却液体，即本实施例的液冷结构100可以同时对位于两侧的电芯组20进行冷却。
通过采用上述技术方案，可以提高液冷结构100的散热效率。
在一个实施例中，第三液冷管5与第一液冷管1并排设置，第四液冷管6与第二液冷管2并排设置。
具体地，第三液冷管5和第一液冷管1沿同一条直线延伸，同时第四液冷管6和第二液冷管2沿同一条直线延伸；即第二连接管4位于液冷结构100的中部。
通过采用上述技术方案，同一个液冷结构100可以同时对分布于第二连接管4两侧的电芯组20进行冷却作业，现有技术中，单个电芯201采用横向布置，每一电芯201的长度方向与横向平行，即电芯201采用躺向的姿态设置于电池模组200中，而本实施例的液冷结构100的设计可以使得电芯201采用纵向布置的方式设置于电池模组200中，即每一电芯201的长度方向与纵向平行，电芯201采用立向的姿态设置于电池模组200中，便于液冷结构100的布置。
在一个实施例中，第三液冷管5与第一液冷管1的长度相等，第四液冷管6与第二液冷管2的长度相等。
具体地，第二液冷管2位于液冷结构100的中间位置。
通过采用上述技术方案，同一个液冷结构100可以同时对分布于第二连接管4两侧的电芯组20进行冷却作业，并且两侧的电芯组20的冷却效果一致。
在一个实施例中，第三液冷管5和第四液冷管6之间留有预设间隙。
具体地，第三液冷管5和第四液冷管6间隔设置，两者互不接触。
通过采用上述技术方案，避免第三液冷管5和第四液冷管6的热量相互传递，造成第三液冷管5和第四液冷管6的温度在相同位置无法互补，造成多个电芯201综合冷却温度不一致。
在一个实施例中，第一液冷管1的纵截面呈波浪形，第一液冷管1在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第一容置槽11，位于正面的第一容置槽11与位于反面的第一容置槽11错位设置；第二液冷管2的纵截面呈波浪形，第二液冷管2在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第二容置槽25，位于正面的第二容置槽25与位于反面的第二容置槽25错位设置，第一容置槽11与第二容置槽25一一正对设置；第三液冷管5的纵截面呈波浪形，第三液冷管5在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第三容置槽51，位于正面的第三容置槽51与位于反面的第三容置槽51错位设置；第四液冷管6的纵截面呈波浪形，第四液冷管6在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第四容置槽61，位于正面的第四容置槽61与位于反面的第四容置槽61错位设置，第三容置槽51与第四容置槽61一一正对设置。
具体地，第一液冷管1、第二液冷管2、第三液冷管5和第四液冷管6的正面和反面均可以用来冷却电芯组20，以下通过第一液冷管1和第二液冷管2为例进行说明，位于正面的电芯组20的每一电芯201的上半部分容置于第一容置槽11中，电芯201的下半部分容置于与该第一容置槽11正对的第二容置槽25中，而位于反面的电芯组20的每一电芯201的上半部分容置于第一容置槽11中，电芯201的下半部分容置于与该第一容置槽11正对的第二容置槽25中，位于正面的第一容置槽11和位于反面的第一容置槽11错位设置，位于正面的第二容置槽25和位于反面的第二容置槽25错位设置，如此的设计使得位于正面的电芯201和位于反面的电芯201错位设置，节约了电芯201层叠设置时占用的空间，同时增大第一液冷管1和第二液冷管2与电芯201的接触面积，提高散热效率；同理地，增大了第三液冷管5和第四液冷管6与电芯201的接触面积，也提高了散热效率。
在另一个实施例中，第一液冷管1上形成有多个第一容置槽11，多个第一容置槽11沿第一液冷管1的长度方向依次布置，第二液冷管2上形成有多个第二容置槽25，多个第二容置槽25沿第二液冷管2的长度方向依次布置，第一容置槽11和第二容置槽25一一正对设置；第三液冷管5上形成有多个第三容置槽51，多个第三容置槽51沿第三液冷管5的长度方向依次布置，第四液冷管6上形成有多个第四容置槽61，多个第四容置槽61沿第四液冷管6的长度方向依次布置，第三容置槽51和第四容置槽61一一正对设置。
通过采用上述技术方案，增大第一液冷管1和第二液冷管2与电芯201的接触面积，提高散热效率；同理地，增大了第三液冷管5和第四液冷管6与电芯201的接触面积，也提高了散热效率。
本实施例还提供一种电池模组200，包括第一电芯组21、与第一电芯组21层叠设置的第二电芯组22，以及上述的液冷结构100，第一液冷管1和第二液冷管2设于第一电芯组21和第二电芯组22之间。
通过采用上述技术方案，液冷结构100可以同时冷却第一电芯组21和第二电芯组22，上述设计提高了散热效果。
本实施例还提供一种电池模组200，包括第一电芯组21、第二电芯组22、第三电芯组23、第四电芯组24和上述的液冷结构100，第一电芯组21与第二电芯组22层叠设置，第三电芯组23与第四电芯组24层叠设置，第一电芯组21与第三电芯组23并排设置，第二电芯组22与第四电芯组24并排设置，第一液冷管1和第二液冷管2设于第一电芯组21和第二电芯组22之间，第三液冷管5和第四液冷管6设于第三电芯组23和第四电芯组24之间。
通过采用上述技术方案，液冷结构100可以同时冷却第一电芯组21、第二电芯组22第三电芯组23和第四电芯组24，上述设计提高了散热效果。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷结构，其特征在于，包括：
第一液冷管；
第二液冷管，与所述第一液冷管相邻且平行设置；
第一连接管，与所述第一液冷管的第一端和所述第二液冷管的第一端连通；以及
第二连接管，所述第二连接管的内部设有用于分隔所述第一液冷管和所述第二液冷管的隔板，所述隔板将所述第二连接管分隔为第一连接部和第二连接部，所述第一连接部设有进液口，所述第二连接部设有出液口，所述第一连接部与所述第一液冷管的第二端连通，所述第二连接部与所述第二液冷管的第二端连通。
2.如权利要求1所述的液冷结构，其特征在于，所述第一液冷管和所述第二液冷管之间留有预设间隙。
3.如权利要求1所述的液冷结构，其特征在于，还包括第三液冷管、与所述第三液冷管相邻且平行设置的第四液冷管，以及与所述第三液冷管的第一端和所述第四液冷管的第一端连通的第三连接管，所述第一连接部与所述第三液冷管的第二端连通，所述第二连接部与所述第四液冷管的第二端连通。
4.如权利要求3所述的液冷结构，其特征在于，所述第三液冷管与所述第一液冷管并排设置，所述第四液冷管与所述第二液冷管并排设置。
5.如权利要求4所述的液冷结构，其特征在于，所述第三液冷管与所述第一液冷管的长度相等，所述第四液冷管与所述第二液冷管的长度相等。
6.如权利要求3所述的液冷结构，其特征在于，所述第三液冷管和所述第四液冷管之间留有预设间隙。
7.如权利要求3所述的液冷结构，其特征在于，所述第一液冷管的纵截面呈波浪形，所述第一液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第一容置槽，位于正面的所述第一容置槽与位于反面的所述第一容置槽错位设置；所述第二液冷管的纵截面呈波浪形，所述第二液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第二容置槽，位于正面的所述第二容置槽与位于反面的所述第二容置槽错位设置，所述第一容置槽与所述第二容置槽一一正对设置；所述第三液冷管的纵截面呈波浪形，所述第三液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第三容置槽，位于正面的所述第三容置槽与位于反面的所述第三容置槽错位设置；所述第四液冷管的纵截面呈波浪形，所述第四液冷管在自身的正面和反面沿自身长度方向依次形成多个第四容置槽，位于正面的所述第四容置槽与位于反面的所述第四容置槽错位设置，所述第三容置槽与所述第四容置槽一一正对设置。
8.如权利要求3所述的液冷结构，其特征在于，所述第一液冷管上形成有多个第一容置槽，多个所述第一容置槽沿所述第一液冷管的长度方向依次布置，所述第二液冷管上形成有多个第二容置槽，多个所述第二容置槽沿所述第二液冷管的长度方向依次布置，所述第一容置槽和所述第二容置槽一一正对设置；所述第三液冷管上形成有多个第三容置槽，多个所述第三容置槽沿所述第三液冷管的长度方向依次布置，所述第四液冷管上形成有多个第四容置槽，多个所述第四容置槽沿所述第四液冷管的长度方向依次布置，所述第三容置槽和所述第四容置槽一一正对设置。
9.一种电池模组，其特征在于，包括第一电芯组、与所述第一电芯组层叠设置的第二电芯组，以及权利要求1至8任一项所述的液冷结构，所述第一液冷管和所述第二液冷管设于所述第一电芯组和所述第二电芯组之间。
10.一种电池模组，其特征在于，包括第一电芯组、第二电芯组、第三电芯组、第四电芯组和权利要求3至8任一项所述的液冷结构，所述第一电芯组与所述第二电芯组层叠设置，所述第三电芯组与所述第四电芯组层叠设置，所述第一电芯组与所述第三电芯组并排设置，所述第二电芯组与所述第四电芯组并排设置，所述第一液冷管和所述第二液冷管设于所述第一电芯组和所述第二电芯组之间，所述第三液冷管和所述第四液冷管设于所述第三电芯组和所述第四电芯组之间。
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WO2023142576A1 (zh) * 2022-01-26 2023-08-03 湖北亿纬动力有限公司 一种冷却板组件、液冷模组及电池包

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