CN113193258A - 一种ctp液冷板及电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CTP液冷板及电池系统，其中CTP液冷板包括上板、下板、进水管和出水管，所述上板和所述下板连接；所述进水管和出水管安装在所述上板上；所述上板和所述下板之间设置有至少两组流道，每组流道包括入口和出口，每个入口与所述进水管相连通，每个出口与所述出水管相连通。本发明的CTP液冷板，总厚度只有5mm，相对于现有技术的9－10mm，很大程度上减小了液冷板的厚度和重量，提高能量密度。另外，本发明的CTP液冷板，将流道分为至少两组，每组流道之间并联。每组流道给一个电池模组降温，每个电池模组下的串并结合的流道设计有利于实现对电池模组均衡降温。

Description

一种CTP液冷板及电池系统
技术领域
本发明涉及液冷板结构设计技术领域，特别涉及一种应用于电池模组顶部的CTP液冷板及电池系统。
背景技术
液冷板是电池系统中的关键零部件，它的作用是降低动力电池系统中动力电池组的工作温度。有效的电池热管理系统是保证其良好性能的基础。研究表明，动力电池的性能主要受到电池温度的制约，电池温度的高低对电池的使用寿命和电池性能有着关键影响。因此，电池模组的液冷装置的结构设计至关重要。
目前CTP(Cell to PACK)方式的液冷板大多放置在电池模组底部。也是因为冷板放置底部，故需要部分承重。所以液冷板的厚度要设计的较厚，否则无法达到承重要求。现有技术中常用的铝合金液冷板，普遍的厚度(不包括进水管和出水管)为9－10mm。设计的冷板的上下板较厚，导致冷板重量较高，影响能量密度。另外，现有的液冷板的流道普遍采用串联方式，导致在液冷板较大时，不同部位温差较大，不利于对电池模组进行均衡降温。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种CTP液冷板，可以解决现有技术中液冷板不同部位之间温差较大的问题。本发明的第二个目的是提供一种电池系统，可以解决现有技术中液冷板应用于电池模组底部，需承重导致的液冷板厚度较厚的问题。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种CTP液冷板，包括上板、下板、进水管和出水管，所述上板和下板连接；所述进水管和出水管安装在上板上；所述上板和所述下板之间设置至少两组流道，每组流道包括入口和出口，每个入口与所述进水管相连通，每个出口与所述出水管相连通。
进一步的，所述每组流道包括若干条并列流道，所述若干条并列流道呈S形设置。
进一步的，所述进水管和所述出水管安装在所述上板的同一端。
进一步的，所述若干条并列流道中的每条流道，通过在所述下板上设置凸包来实现，每两个所述凸包之间形成一条流道。
进一步的，所述凸包的高度为3mm，所述上板的厚度为1mm，所述下板的厚度为1mm。
进一步的，所述上板上设置n排避位孔；所述避位孔贯穿所述下板，并且设置在所述每组流道之间。
进一步的，所述上板和所述下板通过钎焊焊接。
进一步的，所述上板上设置若干个第一拉铆孔，所述下板上设置若干个第二拉铆孔，所述第一拉铆孔和所述第二拉铆孔的位置一一对应。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种电池系统，包括若干个电池模组和液冷板，所述液冷板安装在所述电池模组的顶部。
进一步的，所述液冷板为上述CTP液冷板。
本发明的电池系统，液冷板应用于电池模组的顶部，无需承重，因此其厚度可以设计为：上板1mm、下板1mm，下板和上板之间的腔体3mm，总厚度为5mm，相对于现有技术的9－10mm，很大程度上减小了液冷板的厚度和重量，提高能量密度。另外，本发明的CTP液冷板，将流道分为至少两组，每组流道之间并联，每组流道给一个电池模组降温，每个电池模组下的串并结合的流道设计有利于实现对电池模组降温均衡。
附图说明
图1为本发明的CTP液冷板的爆炸图；
图2为本发明的每组流道的入口和出口结构示意图；
图3为冷却液在本发明的CTP液冷板中的流向示意图。
附图标记说明如下：
1：上板，2：下板，3：进水管，4：出水管，11/12：安装孔，13：避位孔，14/24：拉铆孔，21/22/23：一组流道；211/221/231：每组流道的入口，212/222/232：每组流道的出口。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
本发明的CTP液冷板，如图1所示，包括上板1、下板2、进水管3和出水管4，上板1和下板2连接在一起，进水管3和出水管4安装在上板1上。上板1和下板2之间设置至少两组流道，每组流道包括入口和出口，每个入口与进水管3连通，每个出口与出水管4连通。
上述流道的结构，相当于是每组流道并联，每组流道对应一个电池模组，给一个电池模组降温。冷却液从进水管3流入CTP液冷板后，分别从每组流道的入口流入每组流道中，再经每组流道的出口流出。如此，保证了每组流道的温度差在一个很小的区间内。每组流道之间的温度差小了，其对应的电池模组的降温就均衡了，有利于延长电池的使用寿命。另外，每组流道并联，也有助于降低每组流道间的压降。
本发明的CTP液冷板，由于安装在电池模组顶部，所以无需承受电池模组及其他部件的重量，因此，其厚度也可以减小。本实施例中，优选的，上板的厚度1mm，下板的厚度1mm，下板和上板之间的距离为3mm，所以CTP液冷板总厚度为5mm。相对于现有技术的9－10mm的液冷板，厚度减小了几乎一半。厚度减小，重量也随之减小，因此也减轻了整个电池模组的质量和体积，提高了电池模组的能量密度。上板厚度、下板厚度以及腔体高度也可以被设计为其它数值，具体数值的设计不应作为对本发明的限制。
进一步的，每组流道中又包含了若干条并列的流道，若干条并列的流道呈S形设置。
以3组流道为例对本发明的CTP液冷板的工作原理进行说明。图2所示的流道结构中，包括3组流道21、22和23，如图2中虚线框所示。其中第一组流道21包括入口211和出口212，第二组流道22包括入口221和出口222，第三组流道23包括入口231和出口232。冷却液从进水管3流入CTP液冷板后，分别从入口211、入口221和入口231流入每组流道中。在每组流道的入口处分为若干条并列的流道，流经S形的若干条并列的流道后，从每组流道的出口流出并汇合后，从出水管4流出CTP液冷板。如图3的虚线箭头所示，为冷却液在每组流道中的流经路线。
进一步的，为减少管路长度，进水管3和出水管4安装在上板的同一端。如图1所示，上板1上设置安装孔11和12，进水管3和出水管4分别通过安装孔11和12安装在上板中。
进一步的，本发明的每条流道，通过在下板上设置凸包来实现，两个凸包之间形成一条流道。凸包可以通过冲压实现，凸包的高度等于上板和下板之间的高度，当上板和下板连接后，凸包的顶部要与下板的内壁贴合，限制冷却液在流道内流动。每组流道的内部结构可以相同，也可以不相同，根据实际需要设计即可。
进一步的，在上板1上设置n排避位孔，避位孔贯穿下板2。避位孔的位置在每组流道之间，应避开下板中流道所在的区域。n排避位孔将液冷板划分为n+1个区域，每个区域与一个电池模组顶部相接触。避位孔用于避让电池系统中的其他部件，使其他部件可以不受液冷板位置的限制。避位孔也可以用来固定冷水板和电池模组，使用螺栓穿过避位孔将液冷板和电池模组或其他部件连接起来，更好地实现液冷板与电池模组的贴合。n≥1。
进一步的，上板1和下板2通过钎焊焊接为一体。
进一步的，上板1上设置若干个拉铆孔14，下板上设置若干个拉铆孔24，拉铆孔14和拉铆孔24的位置一一对应。拉铆孔14设置在上板的两端和中间，拉铆孔24设置在下板的两端和中间，这样可以保证液冷板的平面度。液冷板上的拉铆孔用于将冷板和支撑架通过铆钉铆接在一起的，拉铆的作用是为了保证冷板和模组贴合。
本发明还公开一种电池系统，包括CTP液冷板和若干个电池模组，CTP液冷板安装在电池模组顶部。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中间”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，不经过创造性劳动所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CTP液冷板，其特征在于，包括上板、下板、进水管和出水管，所述上板和所述下板连接；所述进水管和出水管安装在所述上板上；所述上板和所述下板之间设置有至少两组流道，每组流道包括入口和出口，所述入口与所述进水管相连通，所述出口与所述出水管相连通。
2.根据权利要求1所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述每组流道包括若干条并列流道，所述若干条并列流道呈S形设置。
3.根据权利要求1所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述进水管和所述出水管安装在所述上板的同一端。
4.根据权利要求2所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述若干条并列流道中的每条流道，通过在所述下板上设置凸包来实现，每两个所述凸包之间形成一条流道。
5.根据权利要求4所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述凸包的高度为3mm，所述上板的厚度为1mm，所述下板的厚度为1mm。
6.根据权利要求1所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述上板上设置n排避位孔；所述避位孔贯穿所述下板，并且设置在所述每组流道之间。
7.根据权利要求1所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述上板和所述下板通过钎焊焊接。
8.根据权利要求7所述的一种CTP液冷板，其特征在于：所述上板上设置若干个第一拉铆孔，所述下板上设置若干个第二拉铆孔，所述第一拉铆孔和所述第二拉铆孔的位置一一对应。
9.一种电池系统，包括若干个电池模组和液冷板，其特征在于，所述液冷板安装在所述电池模组的顶部。
10.根据权利要求9所述的电池系统，其特征在于，所述液冷板为权利要求1至8任一项所述的CTP液冷板。
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