CN113054281B - 水冷组件、电池模组及其温度调节方法 - Google Patents

水冷组件、电池模组及其温度调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水冷组件、电池模组及其温度调节方法，包括板体、弹性膜和流道板，所述弹性膜与所述板体密封配合以形成容纳冷却液的腔体；所述流道板上开设有镂空槽，所述流道板压设在所述弹性膜上以将所述腔体分隔成流道。其能够获取不同的水冷流道，适用范围广，灵活多变，重量轻，拆卸方便，能够重复使用。

Description

水冷组件、电池模组及其温度调节方法
技术领域
本发明涉及电池包技术领域，尤其是指一种水冷组件、电池模组及其温度调节方法。
背景技术
目前，对于现有的水冷板，其为硬质结构，通过在金属件内设置不同形状的流道，金属件上设置有进液口和出液口，进液口和出液口皆与流道连通，从进液口向流道内泵入冷却液，流道内的冷却液从出液口流出。而水冷板与产品接触，通过冷却液在流道内流动以实现降温散热的效果。
然而，水冷板内的流道固定，灵活性差，且重量重。冷板与待散热产品间使用结构胶粘接，以减小填补缝隙和减小导热热阻，不便于检修和拆卸。而产品持续与冷板接触，导致产品保温性能差。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中水冷板重量重、灵活性差、不便于检修与拆卸和产品保温性能差的技术缺陷。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种水冷组件，包括板体、弹性膜和流道板，所述弹性膜与所述板体密封配合以形成容纳冷却液的腔体；所述流道板上开设有镂空槽，所述流道板压设在所述弹性膜上以将所述腔体分隔成流道。
作为优选的，所述镂空槽为蛇形。
作为优选的，所述板体或弹性膜上设置有水管接头，所述水管接头与所述流道连通以向流道输入冷却液。
作为优选的，所述流道板远离所述板体的一侧设置有第一护板，所述第一护板与所述板体固定设置。
作为优选的，所述流道板设置有多个第一安装孔，所述板体上设置有多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔一一对应设置。
作为优选的，所述弹性膜为橡胶、PVC或硅胶。
作为优选的，所述弹性膜与所述板体通过热压的方式密封固定。
本发明公开了一种电池模组，包括上述的水冷组件。
作为优选的，还包括电芯，所述电芯与所述流道板紧贴设置，当所述流道内充斥冷却液时，所述镂空槽内的弹性膜膨胀以接触电芯。
本发明公开了一种电池模组的温度调节方法，基于上述的电池模组，包括：
当所述电芯温度高于高温预设值时，所述流道内充入冷却液以使得镂空槽处的弹性膜膨胀，所述弹性膜膨胀直至接触电芯，以对电芯降温；
当所述电芯温度低于低温预设值时，所述流道内的冷却液排出以使得镂空槽处的弹性膜收缩，所述弹性膜收缩直至与电芯分离，以对电芯保温。
相比现有技术，本发明的水冷组件具有以下优点：
1、本发明中，由于水冷组件包括板体和弹性膜，而弹性膜的外周与板体密封设置，这就使得弹性膜与板体形成的腔体能够容纳液体；而弹性膜具备弹性，当向腔体内充入冷却液时，弹性膜会膨胀；而在弹性膜的上侧压设流道板，由于流道板上设置有镂空槽，弹性膜会从流道板的镂空槽处膨胀，形成与镂空槽形状一致的流道；通过在流道内冲入水冷液，即可以实现弹性膜与待降温产品接触，从而实现快速降温，而当流道内的水冷液排出时，弹性膜收缩使得弹性膜与产品脱离。
2、本发明中，流道板压紧弹性膜，可以进一步提高弹性膜与板体的密封性。
3、现有技术中，对于水冷板中流道的设计，工艺较为复杂，成本高；而本发明中，流道板的镂空槽方便加工，通过现有的切割工艺，可以加工出形态各异的镂空槽，而镂空槽的形状与流道一致，通过设计镂空槽的形状，即可设计不同的流道；本发明中的水冷组件的流阻小，冷却面积大，满足不同工况的要求。
4、本发明可以通过更换流道板，从而获取不同的水冷流道，适用范围广，灵活多变，能够重复使用。
5、传统的水冷板，为了提高水冷效果，常常使用胶水将水冷板粘附在待散热的产品上，这就导致后续检修及拆卸极为不便。而本发明通过弹性膜膨胀变形以实现与产品的接触，这就省去胶粘这一步骤，且后续方便拆卸和检修。
6、相对于传统的水冷板，本发明中弹性膜的设置使得水冷组件的重量轻，结构更为紧凑。
相比现有技术，本发明的电池模组的温度调节方法具有以下优点：
1、现有技术中电池模组内的水冷板，仅仅能够对电芯进行降温，但是，电池电芯温度过低，会影响电池的储电与放电性，然而，传统的水冷板不可拆卸，其对电池持续降温，会影响电池的工作；本发明中，可以根据电芯的温度，对水冷组件进行控制，通过向水冷组件中泵入冷却液的方式，实现弹性膜接触电芯，对电芯进行降温，通过停止泵入冷却液以排出冷却液的方式，实现弹性膜与电芯的分离。
2、本发明中的温度调节方法简单，可操作性强，成本低。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明水冷组件的爆炸图；
图2为水冷组件的结构示意图；
图3为水冷组件的剖视图；
图4为电池模组的结构示意图。
说明书附图标记说明：10、板体；20、弹性膜；21、水管接头；30、流道板；31、镂空槽；40、第一护板；50、电芯；60、水冷组件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1-3所示，本发明公开了一种水冷组件60，包括板体10、弹性膜20和流道板30，弹性膜20与板体10密封配合以形成容纳冷却液的腔体。流道板30上开设有镂空槽31，流道板30压设在弹性膜20上以将腔体分隔成流道。
本发明中，由于水冷组件60包括板体10和弹性膜20，而弹性膜20的外周与板体10密封设置，这就使得弹性膜20与板体10形成的腔体能够容纳液体。而弹性膜20具备弹性，当向腔体内充入冷却液时，弹性膜20会膨胀。而在弹性膜20的上侧压设流道板30，由于流道板30上设置有镂空槽31，弹性膜20会从流道板30的镂空槽31处膨胀，形成与镂空槽31形状一致的流道。通过在流道内冲入水冷液，可以实现弹性膜20与待降温产品接触，从而实现快速降温，而当流道内的水冷液排出时，弹性膜20收缩使得弹性膜20与产品脱离。
传统的水冷板，为了提高水冷效果，常常使用胶水将水冷板粘附在待散热的产品上，这就导致后续检修及拆卸极为不便。而本发明通过弹性膜20膨胀变形以实现与产品的接触，这就省去胶粘这一步骤，且后续方便拆卸和检修。此外，相对于传统的水冷板，本发明由于弹性膜20的设置，使得水冷组件60的重量轻，结构更为紧凑。
对于流道板30的使用，有以下几个优点：其一，流道板30的外框压紧弹性膜20，可以进一步提高弹性膜20与板体10的密封性，当然，也可通过螺栓将流道板30的外框与板体10的外框锁固，从而增加水冷的耐压性；其二，现有技术中，对于水冷板中流道的设计，工艺较为复杂，成本高，本发明中，流道板30的镂空槽31方便加工，通过现有的切割工艺，可以加工出形态各异的镂空槽31，而镂空槽31的形状与流道一致，通过设计镂空槽31的形状，即可设计不同的流道，流阻小，冷却面积大，满足不同工况的要求；其三，可以通过更换流道板30，从而获取不同的水冷流道，适用范围广，灵活多变，能够重复使用。
本发明中，镂空槽31可为蛇形，通过设计蛇形镂空槽31，可获得蛇形的流道，如此，方便对待散热产品降温。
流道板30远离板体10的一侧设置有第一护板40，第一护板40与板体10固定设置。通过螺母，可将第一护板40板、流道板30、弹性膜20和板体10贴合固定。第一护板40仅仅覆盖流道板30的端部，且第一护板40并未覆盖流道板30的镂空槽31。
在板体10或弹性膜20上设置有水管接头21，水管接头21与流道连通以向流道输入冷却液。通过螺母，可将水管接头21与第一护板40固定，如此，提高该水冷系统的稳定性。
在流道板30设置有多个第一安装孔，板体10上设置有多个第二安装孔，第一安装孔与第二安装孔一一对应设置。弹性膜20位于流道板30与板体10之间，通过锁固件将板体10与流道板30锁固，以此增强水冷组件60的密封性与耐压性。锁固件可为螺母、螺柱或螺丝。
弹性膜20可为橡胶、PVC或硅胶。对于弹性膜20的选取，需要具备两个条件，一方面，弹性膜20具备较好的弹性，如此，可以在腔体内注入冷却液后，在液压下膨胀，形成鼓起的流道；另一方面，由于弹性膜20在液压下膨胀，会接触待散热产品，因此，弹性膜20需要具备一定的耐高低温性。
弹性膜20与板体10通过热压的方式密封固定。通过热压方式将弹性膜20的外边缘与板体10密封固定，从而形成能够容纳冷却液的腔体。
参照图4所示，本发明公开了一种电池模组，包括上述的水冷组件60。即通过水冷组件60对电池进行散热。
本发明的电池模组还包括电芯50，电芯50与流道板30紧贴设置，由于流道板30上开设有镂空槽31，当流道内充斥冷却液时，镂空槽31内的弹性膜20膨胀以接触电芯50。由于弹性膜20接触电芯50，即可对电芯50进行降温。当水冷组件60中的冷却液排出时，弹性膜20收缩并与电芯50分离，这样就对电芯50起到保温作用。
本发明还公开了一种电池模组的温度调节方法，基于上述的电池模组，包括：当电芯50温度高于高温预设值时，流道内充入冷却液以使得镂空槽31处的弹性膜20膨胀，弹性膜20膨胀直至接触电芯50，以对电芯50降温；当电芯50温度低于低温预设值时，流道内的冷却液排出以使得镂空槽31处的弹性膜20收缩，弹性膜20收缩直至与电芯50分离，以对电芯50保温。具体的，可在电芯50一侧设置温度传感器，通过温度传感器采集电芯50的温度，如此，实现电芯50温度采集，若电芯50温度过高，则向水冷组件60中泵入冷却液，若电芯50温度过低，则停止冷却液的输入，将水冷组件60中的冷却液排出，如此，即实现水冷组件60的弹性膜20与电芯50分离，从而对电芯50进行保温。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种水冷组件，其特征在于，包括板体、弹性膜和流道板，所述弹性膜与所述板体密封配合以形成容纳冷却液的腔体；所述流道板上开设有镂空槽，所述流道板压设在所述弹性膜上以将所述腔体分隔成流道；
当向腔体内充入冷却液时，弹性膜会从流道板的镂空槽处膨胀，形成与镂空槽形状一致的流道。
2.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述镂空槽为蛇形。
3.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述板体或弹性膜上设置有水管接头，所述水管接头与所述流道连通以向流道输入冷却液。
4.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述流道板远离所述板体的一侧设置有第一护板，所述第一护板与所述板体固定设置。
5.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述流道板设置有多个第一安装孔，所述板体上设置有多个第二安装孔，所述第一安装孔与所述第二安装孔一一对应设置。
6.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述弹性膜为橡胶、PVC或硅胶。
7.根据权利要求1所述的水冷组件，其特征在于，所述弹性膜与所述板体通过热压的方式密封固定。
8.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的水冷组件。
9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，还包括电芯，所述电芯与所述流道板紧贴设置，当所述流道内充斥冷却液时，所述镂空槽内的弹性膜膨胀以接触电芯。
10.一种电池模组的温度调节方法，基于权利要求8所述的电池模组，其特征在于，包括：
当电芯温度高于高温预设值时，所述流道内充入冷却液以使得镂空槽处的弹性膜膨胀，所述弹性膜膨胀直至接触电芯，以对电芯降温；
当电芯温度低于低温预设值时，所述流道内的冷却液排出以使得镂空槽处的弹性膜收缩，所述弹性膜收缩直至与电芯分离，以对电芯保温。
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