CN112880431B - 换热器及电池包组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种换热器及电池包组件。所述换热器，包括：集流件和换热件；所述集流件包括相互独立且连接的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有第一流通口，即第一流通口与第一腔体连通，所述第二腔体上设有第二流通口，即第二流通口与第二腔体连通；所述换热件包括换热板、设置在所述换热板内的换热腔、设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热进口以及设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热出口；所述第一腔体和所述第二腔体中的一个与所述换热进口连通，所述第一腔体和所述第二腔体中的另一个与所述换热出口连通。本发明提供的换热器结构简单、紧凑，从而换热器的占用空间少。

Description

换热器及电池包组件
技术领域
本发明涉及新能源汽车技术领域，尤其是涉及一种换热器及电池包组件。
背景技术
纯电动汽车和混合动力汽车以电池作为动力源，在使用中可以实现零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源，能有效解决汽车排污和能源问题。这些车辆的性能和品质在很大程度上依赖其所配置的动力电池组的性能。温度是影响动力电池性能至关重要的因素。
当车辆在不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行温度复杂多变。而过高的温度会导致电池的容量、寿命和能量效率的降低，若电池积聚的热量无法及时散出，会导致热失控的产生，严重时电池有发生剧烈膨胀和爆炸的危险，必须对动力锂电池进行电池降温。在低温下，锂电池锂离子活性降低，容易发生析锂刺穿隔膜，引起电池短路，引发热失控现象，则需要对电池进行加热。所以电池需要热管理，使其工作温度处于较优的区间。
新能源车锂电池主要是液体冷却和加热为主，目前通常采用的换热装置包括换热板和管道系统，电池与换热板贴合接触，通过换热介质在换热板内流动，来实现对电池的冷却或者加热；根据电池模组的布置及电池包容量，通常设置多个换热板，多个换热板通过快插接头及尼龙管组成的管道系统连接起来，这种换热装置的结构复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种换热器及电池包组件，以在一定程度上解决现有技术中存在的换热装置的结构复杂的技术问题。
本发明提供一种换热器，包括：集流件和换热件；所述集流件包括相互连接的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有第一流通口，所述第二腔体上设有第二流通口；所述换热件包括换热板、设置在所述换热板内的换热腔、设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热进口以及设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热出口；所述第一腔体和所述第二腔体中的一个与所述换热进口连通，所述第一腔体和所述第二腔体中的另一个与所述换热出口连通。
进一步地，所述集流件包括集流板，所述第一腔体和所述第二腔体均一体成型在所述所述集流板上。
进一步地，所述换热件的数量为多个，多个所述换热件沿所述集流板的长度方向依次设置。
进一步地，所述第一流通口和所述第二流通口设置在所述集流板的不同侧；
或者，所述第一流通口和所述第二流通口设置在所述集流板的同一侧。
进一步地，所述集流板包括相互连接的上层板和下层板，所述第一腔体设置在所述上层板，所述第二腔体设置在所述下层板。
进一步地，所述上层板的宽度小于所述下层板的宽度，所述上层板设置在所述下层板的第一侧，所述第二腔体设置在所述下层板的与所述第一侧相对的第二侧；所述下层板内设有第一延伸流道，所述第一延伸流道的一端与所述第一腔体连通，所述第一延伸流道的另一端与所述换热进口和所述换热出口两者中的一个连通。
进一步地，所述换热件还包括流量调节件，所述第一腔体上设有第一连通口，所述第二腔体上设有第二连通口；所述第一连通口和所述第二连通口两者中的一个与所述换热进口连通，所述第一连通口和所述第二连通口两者中的另一个与所述换热出口连通；所述第一连通口处设有所述流量调节件，和/或，所述第二连通口处设有所述流量调节件；所述流量调节件用于调节进入所述换热腔内的介质流量。
进一步地，所述流量调节件为调节阀。
本发明提供一种电池包组件，包括电池包和上述的换热器，所述换热件设置在所述电池包上。
进一步地，所述电池包组件还包括箱体，所述箱体的一端开口设置，所述电池包设置在所述箱体内，所述换热板设置在所述箱体的开口处。
本发明提供一种换热器，包括：集流件和换热件；所述集流件包括相互连接的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有第一流通口，即第一流通口与第一腔体连通，所述第二腔体上设有第二流通口，即第二流通口与第二腔体连通；所述换热件包括换热板、设置在所述换热板内的换热腔、设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热进口以及设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热出口；所述换热进口与所述第一腔体连通，所述换热出口与所述第二腔体连通。
在使用本发明提供的换热器过程中，换热介质通过集流件的第一流通口和第二流通口两者中的一个进入第一腔体和第二腔体两者中的一个(当介质由第一流通口进入时，介质进入第一腔体，当介质由第二流通口进入时，介质进入第二腔体)内，然后，换热介质由第一腔体和第二腔体中的一个(当介质由第一流通口进入时，介质进入第一腔体，当介质由第二流通口进入时，介质进入第二腔体)进入换热件的换热进口，然后进入换热件的换热腔，然后由换热件的换热出口流入集流件的第一腔体和第二腔体两者中的另一个，最后由集流件的第一流通口和第二流通口两者中的另一个流出，换热介质在换热腔内完成与电池包的换热。本发明提供的换热器避免采用接头和管道，结构简单、紧凑，从而换热器的占用空间少。
应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例的换热器的一结构示意图；
图2为图1所示的换热器的另一结构示意图；
图3为图1所示的换热器中的集流件的结构示意图；
图4为图1所示的换热器中的换热件的结构示意图；
图5为图1所示的换热器中的调节件的结构示意图；
图6为本发明实施例的电池包组件的结构示意图。
附图标记：10-集流件；20-换热件；30-箱体；11-集流板；12-第一腔体；13-第二腔体；14-第一流通口；15-第二流通口；16-第一连通口；17-第二连通口；18-第一延伸流道；19-第二延伸流道；101-堵头；102-通孔；21-换热板；22-换热进口；23-换热出口；111-上层板；112-下层板；113-安装槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，本发明提供一种换热器，包括：集流件10和换热件20；集流件10包括相互连接的第一腔体12(相应的图中虚线所示结构)和第二腔体13(相应的图中虚线所示结构)，第一腔体12上设有第一流通口14，即第一流通口14与第一腔体12连通，第二腔体13上设有第二流通口15，即第二流通口15与第二腔体13连通；换热件20包括换热板21、设置在换热板21内的换热腔、设置在换热板21上且与换热器腔连通的换热进口22以及设置在换热板21上且与换热器腔连通的换热出口23；换热进口22与第一腔体12连通，换热出口23与第二腔体13连通。
在使用本实施例提供的换热器过程中，换热介质通过集流件的第一流通口和第二流通口两者中的一个进入第一腔体和第二腔体两者中的一个(当介质由第一流通口进入时，介质进入第一腔体，当介质由第二流通口进入时，介质进入第二腔体)内，然后，换热介质由介质引入腔体第一腔体和第二腔体中的一个(当介质由第一流通口进入时，介质进入第一腔体，当介质由第二流通口进入时，介质进入第二腔体)进入换热件的换热进口，然后进入换热件的换热腔，然后由换热件的换热出口流入第一腔体和第二腔体两者中的另一个，最后由集流件的第一流通口和第二流通口两者中的另一个流出，换热介质在换热腔内完成与电池包的换热。本实施例提供的换热器避免采用接头和管道，结构简单、紧凑，从而换热器的占用空间少。
需要说明的是，为了实现介质的循环，第一腔体12和第二腔体13中的一个作为介质引入腔体，另一个作为介质引出腔体，相应的，第一流通口14和第二流通口15中的一个作为介质总进口，另一个作为介质总出口；介质引入腔体与换热进口连通，从而实现将介质引入换热腔内，介质引出腔体与换热出口连通，从而实现时介质由换热腔流出并由介质总出口流出换热器，从而实现介质的循环。
其中，第一腔体12和第二腔体13可以相互独立设置，然后通过连接件(例如：连接架、连接杆或者连接板等)连接固定。
作为一种可选方案，如图3所示，集流件10包括集流板11，第一腔体12和第二腔体13均设置在集流板11内。本实施例中，在集流板11上设置第一腔体12和第二腔体13，方便加工制造，集流件10的结构紧凑规整。
如图1和图2所示，在上述实施例基础之上，进一步地，换热件20的数量为多个，多个换热件20沿集流板11的长度方向依次设置。第一腔体12上设有第一连通口16，第二腔体13上设有第二连通口17；第一连通口16和第二连通口17两者中的一个与换热进口连通，第一连通口16和所述第二连通口17两者中的另一个与所述换热出口连通，其中，第一连通口和第二连通口两者中的与换热进口连通的一个作为换热引入口，第一连通口和第二连通口两者中的与换热出口连通的一个作为换热引出口。
本实施例中，换热件20的数量为多个，也即换热板21的数量为多个，多个换热板21上均设有换热进口22、换热出口23和换热腔；集流板11上设有多个均与介质引入腔体(第一腔体和第二腔体中的一个)连通的换热进口和多个均与介质引出腔体(第一腔体和第二腔体中的另一个)连通的换热出口，多个换热引入口(第一连通口和第二连通口两者中的一个)与多个换热进口22一一正对设置，多个换热引出口(第一连通口和第二连通口两者中的另一个)和多个换热出口23一一正对设置，换热进口22通过换热引入口与介质引入腔体连通，换热出口23通过换热引出口与介质引出腔体连通。本实施例提供的换热器中，多个换热件20均与集流件10连接，从而实现介质的流入和流出，避免多个换热件20之间设置多个接头和管道，一方面使得换热器的结构简单，方便加工制造，生产成本低；另一方面，避免接头和管道的连接，降低了介质泄露风险。
另外，多个换热件20可以作为标准件进行生产，可以根据需要将多个换热引入口的横截面积设置成不同尺寸，或者将多个换热引出口的横截面积设置成不同尺寸，或者将多个换热引入口的横截面积和多个换热引出口的横截面积均设置成不同尺寸，从而来分配不同换热板21的换热介质流量，从而达到换热效果均匀的目的。
第一连通口16的形状可以呈圆形、三角形、四边形或者五边形等。第二连通口17的形状可以呈圆形、三角形、四边形或者五边形等。
其中，换热引入口和换热进口正对设置，换热引出口与换热出口正对设置。换热引入口和换热进口之间可以通过焊接实现连接和密封；还可以通过黏胶粘接；还可以在换热引入口处设置第一环形卡槽，将换热进口处设置第一环形凸起，将第一环形凸起卡在第一环形凹槽内；还可以在换热引入口和换热进口之间设置密封圈等。同理，换热引出口和换热出口之间可以通过焊接实现连接和密封；还可以通过黏胶粘接；还可以在换热引出口处设置第二环形卡槽，将换热出口处设置第二环形凸起，将第二环形凸起卡在第二环形凹槽内；还可以在换热引出口和换热出口之间设置密封圈等。
其中，集流件10的第一流通口14和第二流通口15可以设置在集流板11的不同侧。
作为一种可选方案，第一流通口14和第二流通口15设置在集流板11的同一侧，这种结构在换热器与外全部提供换热介质的装置或者接受换热介质的装置连接，使得连接管路简单，规整。
在上述实施例基础之上，进一步地，集流板11可以呈平板设置。
作为一种可选方案，集流板11包括相互连接的上层板111和下层板112，第一腔体12设置在上层板111，第二腔体13设置在下层板112。
本实施例中，第一腔体12和第二腔体13分别设置在不同的层板，在避免两种设置在同一平板上时发生交涉，避免第一腔体12和第二腔体13的结构复杂。
其中，第一连通口和第一流通口均可以设置在上层板上。
作为一种可选方案，如图3所示，上层板111的宽度小于下层板112的宽度，上层板111设置在下层板112的第一侧，第二腔体13设置在下层板112的与第一侧相对的第二侧；下层板112内设有第一延伸流道18，第一延伸流道18的一端与第一腔体12连通，第一延伸流道18的另一端与换热进口22连通。
本实施例中，上层板111的宽度小于下层板112的宽度设置，且上层板111设置在下层板112的第一侧，那么上层板111和下层板112之间形成L形安装槽113，第一连通口16和第二连通口17均设置在安装槽113内；第二连通口17可以直接设置在集流板11的与第二腔体13相对应的位置；在下层板112内设置第一延伸流道18，第一延伸流道18的一端与第一腔体12连通，第一延伸流道18的另一端与第一连通口连通；这种结构能够使得换热板21的设有换热进口22和换热出口23的一端位于安装槽113内，使得换热器的结构规整，方便装配。
可以在下层板112内设置第二延伸流道19，第二延伸流道19的一端与第二腔体13连通，第二延伸流道19的另一端与第二流通口15连通，从而实现第二流通口15与第一流通口14位于同一侧。
第一流通口14可以设置在上层板111上，也可以在下层板112和上层板111之间设置中间流道，中间流道的一端与第一腔体12连通，中间流道的另一端与第一流通口14连通，从而能够实现将第一流通口14和第二流通口15均设置在下层板112上。
在上述实施例基础之上，进一步地，换热件20还包括流量调节件，第一连通口处设有流量调节件，和/或，第二连通口处设有流量调节件；流量调节件用于调节进入换热腔内的介质流量。
本实施例中，在第一连通口16处设置流量调节件，从而调整进入换热腔内的介质流量；或者在第二连通口17处设置流量调节件，从而调整流出换热腔的介质流量，进而调节进入换热腔的介质流量；或者，在第一连通口16处和第二连通口17处均设置流量调节件。设置流量调节件，则多个第一连通口和多个第二连通口可以设置成相同形状和相同尺寸，方便加工制造。
其中，如图5所示，流量调节件为堵头101，所述堵头101上设有通孔102，通孔102实现介质的流通。其中，通孔的数量可以一个，也可以为多个(例如：两个、三个或者四个等)。通孔的形状可以为半圆形、圆形、三角形、四边形等。可以根据流量的需要，来设置堵头上的通孔的横截面积的面积占堵头的横截面积的总面积的比例。可以通过焊接、黏胶粘接或者过盈连接等，或者在连通口设置内螺纹，在堵头的外周壁上设置外螺纹，直接将堵头拧紧在连通口内。
流量调节件可以采用调节阀。
如图6所示，在上述实施例基础之上，进一步地，本发明提供一种电池包组件，包括电池包和上述任一技术方案的换热器，换热件20设置在电池包上。本实施例的电池包组件，包括上述任一技术方案的换热器，因而，具有该换热器的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
如图6所示，在上述实施例基础之上，进一步地，电池包组件还包括箱体30，箱体30的一端开口设置，电池包设置在箱体30内，换热板21设置在箱体30的开口处。
本实施例中，将换热器与箱体30集成在一起，使得电池包组件的结构简单紧凑，从而减小电池包组件的占用空间。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (7)

1.一种换热器，其特征在于，包括：集流件和换热件；所述集流件包括相互连接的第一腔体和第二腔体，所述第一腔体上设有第一流通口，所述第二腔体上设有第二流通口；所述换热件包括换热板、设置在所述换热板内的换热腔、设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热进口以及设置在所述换热板上且与所述换热器腔连通的换热出口；所述第一腔体和所述第二腔体中的一个与所述换热进口连通，所述第一腔体和所述第二腔体中的另一个与所述换热出口连通；所述集流件包括集流板，所述第一腔体和所述第二腔体均设置在所述集流板内；所述集流板包括相互连接的上层板和下层板，所述第一腔体设置在所述上层板，所述第二腔体设置在所述下层板；所述第一腔体上设有第一连通口，所述第二腔体上设有第二连通口；所述第一连通口和所述第二连通口两者中的一个与所述换热进口连通，所述第一连通口和所述第二连通口两者中的另一个与所述换热出口连通；
所述上层板的宽度小于所述下层板的宽度，所述上层板设置在所述下层板的第一侧，所述第二腔体设置在所述下层板的与所述第一侧相对的第二侧，所述上层板和所述下层板之间形成L形安装槽；所述下层板内设有第一延伸流道，所述第一延伸流道的一端与所述第一腔体连通，所述第一延伸流道的另一端与所述第一连通口连通，所述第二连通口设置在所述集流板的与第二腔体相对应的位置，所述第一连通口和所述第二连通口均设置在所述安装槽内。
2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热件的数量为多个，多个所述换热件沿所述集流板的长度方向依次设置。
3.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述第一流通口和所述第二流通口设置在所述集流板的不同侧；
或者，所述第一流通口和所述第二流通口设置在所述集流板的同一侧。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的换热器，其特征在于，所述集流件还包括流量调节件；
所述第一连通口处设有所述流量调节件，和/或，所述第二连通口处设有所述流量调节件；所述流量调节件用于调节进入所述换热腔内的介质流量。
5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述流量调节件为堵头，所述堵头上设有通孔；或者，所述流量调节件为调节阀。
6.一种电池包组件，其特征在于，包括电池包和如权利要求1-5中任一项所述的换热器，所述换热件设置在所述电池包上。
7.根据权利要求6所述的电池包组件，其特征在于，所述电池包组件还包括箱体，所述箱体的一端开口设置，所述电池包设置在所述箱体内，所述换热板设置在所述箱体的开口处。
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