CN113422131B - 液冷板及具有液冷板的电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液冷板及具有液冷板的电池系统，该液冷板包括进液流道，还包括若干个并联设置的分流流道，所述分流流道的进口端与所述进液流道连通，各所述进口端沿所述进液流道的轴线方向排布；与所述进液流道的入口距离最小的分流流道为始端分流流道；所述进液流道内设有分流板，所述分流板沿所述进液流道的轴线方向延伸，所述分流板的外端比所述始端分流流道靠近所述进液流道的入口，所述分流板的内端处于所述进液流道在其轴线方向上的中部区域。该液冷板的结构设计能够提高对电池系统的散热效果，确保电池系统温度分布的均匀性，从而提高电池系统的性能。

Description

液冷板及具有液冷板的电池系统
技术领域
本发明涉新能源汽车技术领域，特别是涉及一种液冷板及具有液冷板的电池系统。
背景技术
新能源汽车的电池系统的能量密度越来越高，比如目前成为应用趋势的CTP(Cellto Pack)电池系统，电池产生的热量会导致电池系统的温度过高或者温度分布不均匀，这些都将影响电池系统的安全性和一致性，最终影响电池系统的使用寿命。
因此，如何设计一种液冷板，能够提高对电池系统的散热效果，保障电池系统的温度均匀性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种液冷板及具有液冷板的电池系统，该液冷板的结构设计能够提高对电池系统的散热效果，确保电池系统温度分布的均匀性，从而提高电池系统的性能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种液冷板，包括进液流道，还包括若干个并联设置的分流流道，所述分流流道的进口端与所述进液流道连通，各所述进口端沿所述进液流道的轴线方向排布；
与所述进液流道的入口距离最小的分流流道为始端分流流道；
所述进液流道内设有分流板，所述分流板沿所述进液流道的轴线方向延伸，所述分流板的外端比所述始端分流流道靠近所述进液流道的入口，所述分流板的内端处于所述进液流道在其轴线方向上的中部区域。
该发明提供的液冷板，在进液流道中设有分流板，分流板的长度沿着进液流道的轴线方向延伸，在进液流道的轴线方向上，分流板的长度与靠近进液流道入口的部分分流流道的位置对应，分流板将流入进液流道的冷却液分为两路，一路位于分流板朝向各分流流道的一侧，另一路位于分流板远离各分流流道的一侧，沿着进液流道，在分流板的内端两路再汇合，如此设置，可以避免流入进液流道的冷却液的大部分流向靠近进液流道入口的分流流道中，可以较好地分配冷却液，使并联的各分流流道内流入的冷却液的流量相对均匀，从而对各分流流道对应的区域进行散热，将该液冷板应用于电池系统或其他散热对象中，可以确保对电池系统散热的均衡性，提高电池系统的散热效果。
如上所述的液冷板，靠近所述进液流道入口的至少部分所述分流流道的进口端均设置有至少一个立筋，以将所述分流流道的进口区域分隔为至少两个相平行的支流段，所述支流段的轴线方向与所述分流流道的轴线方向一致。
如上所述的液冷板，沿所述进液流道的轴线方向，与所述进液流道的连接位置均处于所述分流板所在区域的各所述分流流道中，相对靠近所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目不小于相对远离所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目。
如上所述的液冷板，沿所述进液流道的轴线方向，与所述进液流道的连接位置均未处于所述分流板所在区域的各所述分流流道中，相对靠近所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋数目不小于相对远离所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目。
如上所述的液冷板，与所述进液流道的入口距离最小的分流流道为末端分流流道，若干个所述分流流道中除所述末端分流流道外均设有所述立筋。
如上所述的液冷板，还包括出液流道，所述分流流道的出口端与所述出液流道连通；所述出液流道的出口与所述进液流道的入口位于同一侧。
如上所述的液冷板，若干个所述分流流道中，进口端位置与所述分流板内端位置对应的所述分流流道为中间分流流道；所述始端分流流道、处于所述始端分流流道与所述中间分流流道之间的所述分流流道以及所述中间分流流道中，与所述出液流道的出口距离较小的所述分流流道的出口端流通面积不大于与所述出液流道的出口距离较大的所述分流流道的出口端流通面积。
如上所述的液冷板，所述进液流道和所述出液流道相平行设置，且各所述分流流道相平行设置。
如上所述的液冷板，所述分流流道中设有若干个相互平行的分隔板，以将所述分流流道分为至少两个并联的支流路，所述分隔板的长度方向与所述分流流道的轴线方向一致。
本发明还提供一种电池系统，包括电池模组和安装于电池模组的液冷板，所述液冷板为上述任一项所述的液冷板。
由于上述液冷板具有上述技术效果，所以包括该液冷板的电池系统也具有相同的技术效果，此处不再重复论述。
如上所述的电池系统，所述电池模组为CTP电池。
附图说明
图1为本发明所提供的液冷板的一种具体实施例的结构示意图；
图2为图1中液冷板的流道结构示意图；
图3为图2中液冷板的进液流道所在位置的局部放大图；
图4为图2中液冷板的出液流道所在位置的局部放大图。
附图标记说明：
液冷板10，进液管组101，出液管组102；
进液流道11，进液口111，第一进液流段112，第二进液流段113，出液流道12，出液口121，分流流道13，始端分流流道13a，末端分流流道13b，中间分流流道13c，分流板14，立筋15，分隔板16。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的液冷板的一种具体实施例的结构示意图。
该实施例中，液冷板10为板状结构，通常可以包括上板和下板，两者扣合固定形成液冷板10，在上板和下板之间形成有供冷却液流动的流道结构，液冷板10连接有进液管组101和出液管组102，其中，进液管组101用于冷却液的流入，出液管组102用于冷却液的流出，即冷却液经进液管组101流入液冷板10的内部，在液冷板10的流道中流动，最后可经出液管组102流出液冷板10。
实际应用中，流道结构可以只形成于上板，也可以只形成于下板，还可以部分形成于上板，部分形成于下板。本发明的核心在于流道结构的设置，对流道具体形成于液冷板的哪个结构上，形成方式等均不做限制。
请一并参考图2至图4，图2为图1中液冷板的流道结构示意图；
图3为图2中液冷板的进液流道所在位置的局部放大图；图4为图2中液冷板的出液流道所在位置的局部放大图。
如图2所示，该液冷板10包括进液流道11，还包括若干个并联设置的分流流道13，分流流道13的进口端与进液流道11连通，各进口端沿进液流道11的轴线方向排布。
以图2所示方位，进液流道11大致沿左右方向延伸，即其轴线沿左右方向，在靠近右端的位置，即远离进液口111的位置，进液流道11根据液冷板10的形状有个折弯过渡，之后仍沿左右方向延伸，进液流道11的进液口111位于图示左端。需要指出的是，实际应用中，进液流道11的具体形状可以根据实际液冷板10的外形等做适应性地调整，不限于图中所示形状。
此处为描述方便，将与进液流道11的进液口111即入口距离最小的分流流道13称之为始端分流流道13a，与进液流道11的进液口111即入口距离最大的分流流道13称之为末端分流流道13b。
在进液流道11内设有分流板14，分流板14沿进液流道11的轴线方向延伸，分流板14的外端(即相对靠近进液流道11的进液口111的一端)比始端分流流道13a靠近进液流道11的进液口111，分流板14的内端(即相对远离进液流道11的进液口111的一端)处于进液流道11在其轴线方向上的中部区域。
如上设置后，分流板14将进液流道11分隔为沿其轴线方向延伸的第一进液流段112和第二进液流段113，其中，第一进液流段112靠近各分流流道13的进口端，这样，从进液口111流入进液流道11的冷却液，在分流板14的外端处被分成两路，一部分沿第一进液流段112流动，另一部分沿第二进液流段113流动，两个冷却液流路在分流板14的内端处再汇合成一路，继续沿进液流道11流动。
分流板14的设置，可以避免从进液口111流入的冷却液的大部分流向靠近进液口111的分流流道13内，被分流至第一进液流段112的冷却液可以流入靠近进液口111的分流流道13，即图中靠左侧的分流流道13，被分流至第二进液流段112的冷却液在流动至分流板14的内端后，可流入位于分流板14之后的分流流道13，即图中靠右侧的分流流道13，这样，可以相对均匀地分配流入各分流流道13内的冷却液，使得并联的各分流流道13内流入的冷却液的流量相对均匀，避免部分分流流道13内的冷却液过多，部分分流流道13内的冷却液过少，从而对各分流流道13对应的区域进行较好地散热，将该液冷板10应用于电池系统或者其他散热对象中，可以确保对电池系统等散热对象散热的均衡性，提高电池系统等散热对象的散热效果。
图示示例中，液冷板10具有8个并联的分流流道13，分流板14的内端与沿着进液流道11中冷却液的流动方向数第5个分流流道13的进口端位置对应，后文为描述方便，将进口端与分流板14的内端位置对应的分流流道13称之为中间分流流道13c。
可以理解，实际设置时，液冷板10的分流流道13的数目，以及分流板14内端延伸至哪个分流流道处13可根据应用需求及液冷板10的具体结构来定，不限于图中所示。
该实施例中，靠近进液流道11的进液口111的至少部分分流流道13的进口端设置有至少一个立筋15，以将分流流道13的进口区域分隔为至少两个相平行的支流段，支流段的轴线方向与分流流道13的轴线方向一致。
这样，通过在靠近进液口111的分流流道13的进口端设置立筋15，也能够相对减缓靠近进液口111的分流流道13内流入的冷却液，使得冷却液在各分流流道13内的分配更均匀。
图示示例中，除末端分流流道13b外，其余分流流道13的进口端均设有立筋15，具体的，沿着进液流道11的轴线方向，与进液流道11的连接位置均处于分流板14所在区域的分流流道13中，即始端分流流道13a与中间分流流道13c之间的所有分流流道13中(包括始端分流流道13a和中间分流流道13c)，相对靠近进液流道11的进液口111的分流流道13内设置的立筋15的数目不小于相对远离进液流道11的进液口111的分流流道13内设置的立筋15的数目，如此，使得始端分流流道13a至中间分流流道13c的各分流流道13内流入的冷却液能够更均匀。
可以理解，立筋15的设置能够增加冷却液流入分流流道13的阻力，减缓冷却液的流动速度，靠近进液口111的分流流道13的立筋15的数目相对较多，可以相应减小冷却液的流量，远离进液口111的分流流道13的立筋15数目相对较少，可以相应增加冷却液的流量，如此，可以更加合理地分配各分流流道13内流入的冷却液，避免越靠近进液口111，流入的冷却液越多。
图示方案中，具体在始端分流流道13a的进口端设有5个立筋15，沿进液流道11内的冷却液流动方向，即沿图示左侧至右侧的方向，第2个和第3个分流流道13的进口端处均设有4个立筋15，第4个分流流道13和中间分流流道13c的进口端处均设有2个立筋15。可以理解，实际设置时，各分流流道13的立筋15的数目可以根据应用需求来设置，以均匀分配冷却液为准，不局限于图中所示。
可以理解，流入始端分流流道13a至中间分流流道13c之间的各分流流道13的冷却液大部分来自流入第一进液流段112内的冷却液，第一进液流段112剩余的冷却液和大部分来自第二进液流段113内的冷却液汇合后再流入分流板14之后的各分流流道13(即与进液流道11的连接位置均未处于分流板14所在区域的各分流流道13)内，以图示示例来说，即沿进液流道11内冷却液的流动方向，第6个分流流道13至末端分流流道13b中。
为合理分配位于分流板14之后的各分流流道13内的冷却液流量，在这些未处于分流板14所在区域的分流流道13中，相对靠近进液流道11的进液口111的分流流道13内设置的立筋15数目不小于相对远离进液口111的分流流道13内设置的立筋15数目。也就是说，在分流板14之后，靠近分流板14内端的分流流道13内的立筋15数目相对较多，远离分离板14内端的分流流道13内的立筋15数目相对较少。
图示方案中，因流向末端分流流道13b的冷却液的流量相对较少，所以，在末端分流流道13b处不设置立筋15，以增大流入末端分流流道13b内的冷却液流量，沿进液流道11中冷却液的流动方向，第6个分流流道13为最靠近分流板14内端的分流流道，此处经第一进液流段112和第二进液流段113的冷却液汇合，为避免流入第6个分流流道13的冷却液过多，造成后续分流流道13中冷却液分配较少的情况，在第6个分流流道13中设置有4个立筋15，第7个分流流道13中设置有2个立筋15，第8个分流流道13即末端分流流道13b中不设置立筋15，如此，以实现各分流流道13内冷却液的均衡分配，确保液冷板10各散热区域散热的均衡性。
该实施例中，液冷板10还包括出液流道12，前述各分流流道13的出口端均与出液流道12连通，以使得流经分流流道13的冷却液可以沿出液流道12经出液流道12的出液口121流出液冷板10外。
该实施例中，出液流道12的出液口121与进液流道11的进液口111位于液冷板10的同一侧。
具体的，始端分流流道13a、处于始端分流流道13a和中间分流流道13c之间的各分流流道13，以及中间分流流道13c中，与出液流道12的出液口121距离较小的分流流道13的出口端的流通面积不大于与出液流道12的出口距离较大的分流流道13的出口端的流通面积，可参考图4理解，这样可以避免距离出液口121距离较近的分流流道13内的冷却液流速较快，快速地流出分流流道13，可以延缓冷却液在分流流道13内的时间，提高分流流道13对应区域的散热效果，与前述冷却液的分配结构相结合，可以进一步均衡各分流流道13对应区域的散热效果，提高散热均衡性。
该实施例中，为合理利用液冷板10的空间，以及确保散热面积，进液流道11和出液流道12相平行设置，且各分流流道13相平行设置。
具体的，为延缓冷却液在各分流流道13内的流动时间，每个分流流道13内均设置有若干个相互平行的分隔板16，以将分流流道13分为至少两个并联的支流路，分隔板16的长度方向与分流流道13的轴线方向一致。
图示中示例性地示出了每个分流流道13均设有5个分隔板16的结构，可以理解，实际设置时，根据需要，分流流道13内的分隔板16数目可以为其他，各分流流道13内的分隔板16数目可以相同设置，也可以不同设置，以提高各分流流道13内的流场均匀性为准。
本发明还提供一种电池系统，包括电池模组和安装于电池模组的液冷板10，该液冷板10为上述实施例介绍的液冷板10，显然，液冷板10用于对电池模组进行散热，实际应用中，液冷板10内流通的冷却液可以选用水，成本较低，当然也可以选用其他冷却液。
具体的，电池模组可以为CTP电池。
如前所述，由于该液冷板10的结构设置，应用该液冷板10后，可以对电池模组进行均匀散热，能够提高电池模组的散热均匀性及散热效率，避免电池模组的局部温度过高，从而可以延长电池模组的使用寿命。
以上对本发明所提供的液冷板及具有液冷板的电池系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.液冷板，包括进液流道，其特征在于，还包括若干个并联设置的分流流道，所述分流流道的进口端与所述进液流道连通，各所述进口端沿所述进液流道的轴线方向排布；
与所述进液流道的入口距离最小的分流流道为始端分流流道；
所述进液流道内设有分流板，所述分流板沿所述进液流道的轴线方向延伸，所述分流板的外端比所述始端分流流道靠近所述进液流道的入口，所述分流板的内端处于所述进液流道在其轴线方向上的中部区域；
所述分流板将所述进液流道分隔为沿其轴线方向延伸的第一进液流段和第二进液流段，所述第一进液流段靠近各所述分流流道的进口端，以将流入所述进液流道的冷却液分成两路，一部分沿所述第一进液流段流动，另一部分沿所述第二进液流段流动，两个冷却液流路在所述分流板的内端汇合成一路，继续沿所述进液流道流动。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，靠近所述进液流道入口的至少部分所述分流流道的进口端均设置有至少一个立筋，以将所述分流流道的进口区域分隔为至少两个相平行的支流段，所述支流段的轴线方向与所述分流流道的轴线方向一致。
3.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，沿所述进液流道的轴线方向，与所述进液流道的连接位置均处于所述分流板所在区域的各所述分流流道中，相对靠近所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目不小于相对远离所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目。
4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，沿所述进液流道的轴线方向，与所述进液流道的连接位置均未处于所述分流板所在区域的各所述分流流道中，相对靠近所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋数目不小于相对远离所述进液流道入口的所述分流流道内设置的所述立筋的数目。
5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，与所述进液流道的入口距离最大的分流流道为末端分流流道，若干个所述分流流道中除所述末端分流流道外均设有所述立筋。
6.根据权利要求1-5任一项所述的液冷板，其特征在于，还包括出液流道，所述分流流道的出口端与所述出液流道连通；所述出液流道的出口与所述进液流道的入口位于同一侧。
7.根据权利要求6所述的液冷板，其特征在于，若干个所述分流流道中，进口端位置与所述分流板内端位置对应的所述分流流道为中间分流流道；所述始端分流流道、处于所述始端分流流道与所述中间分流流道之间的所述分流流道以及所述中间分流流道中，与所述出液流道的出口距离较小的所述分流流道的出口端流通面积不大于与所述出液流道的出口距离较大的所述分流流道的出口端流通面积。
8.根据权利要求7所述的液冷板，其特征在于，所述进液流道和所述出液流道相平行设置，且各所述分流流道相平行设置。
9.根据权利要求8所述的液冷板，其特征在于，所述分流流道中设有若干个相互平行的分隔板，以将所述分流流道分为至少两个并联的支流路，所述分隔板的长度方向与所述分流流道的轴线方向一致。
10.电池系统，包括电池模组和安装于电池模组的液冷板，其特征在于，所述液冷板为权利要求1-9任一项所述的液冷板。
11.根据权利要求10所述的电池系统，其特征在于，所述电池模组为CTP电池。
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