CN113871747A - 动力电池包冷却结构及动力电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及散热技术领域，提供一种动力电池包冷却结构及动力电池包，动力电池包冷却结构，包括液冷组件和散热组件，液冷组件包括相适配的液冷板壳体及液冷板盖板；散热组件为设于液冷板盖板上的散热片组，散热片组包括多个间隔设置的散热子片，各散热子片与液冷板盖板为一体化组件。本申请的动力电池包冷却结构，将散热组件的各散热子片与液冷组件的液冷盖板一体化成型，提高二者的接触面积，使得液冷组件的工作产热可直接传输至各散热子片上，再由各散热子片与外界空气进行热交换。这样，整个散热过程无需使用导热胶，热量直接在各散热子片和液冷盖板之间传导，散热效率更高。

Description

动力电池包冷却结构及动力电池包
技术领域
本发明涉及散热技术领域，尤其提供一种动力电池包冷却结构以及具有该动力电池包冷却结构的动力电池包。
背景技术
随着国家对新能源汽车续航要求越来越高，随之而来是对动力电池包更高的能量密度的需求，然而动力电池包能量密度越高，电池热耗就越大，如果电池在工作时候产生的热量不能及时散除，最终会在电池内形成热积累，从而电池的工作温度越来越高。长时间处于高温工作下的电池，一方面会影响电池性能造成容量衰减，另外一方面会造成电池鼓包最终发生热失控，导致动力电池包起火。
基于此，越来越多的电池厂商通过冷却结构解决动力电池包散热问题。通常地，冷却结构包括液冷板以及散热结构，散热结构通过导热胶与液冷板的液冷板壳体相连接，以达到热量传递的需要。然而，通过导热胶的连接方式，其热量传导效率较低，无法适用于长时间处于高温工作下的电池。
发明内容
本发明的目的提供一种动力电池包冷却结构，旨在解决现有的动力电池包散热效率低的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种动力电池包冷却结构，包括液冷组件和散热组件，
液冷组件包括相适配的液冷板壳体及液冷板盖板；
散热组件为设于液冷板盖板上的散热片组，散热片组包括多个间隔设置的散热子片，各散热子片与液冷板盖板为一体化组件。
本发明的有益效果：本发明提供的动力电池包冷却结构，将散热组件的各散热子片与液冷组件的液冷盖板一体化成型，提高二者的接触面积，使得液冷组件的工作产热可直接传输至各散热子片上，再由各散热子片与外界空气进行热交换。这样，整个散热过程无需使用导热胶，热量直接在各散热子片和液冷盖板之间传导，散热效率更高。
在一个实施例中，液冷板壳体与液冷板盖板相扣合形成以供冷却液体流动的腔体，液冷板盖板上设有进液口和出液口。
通过采用上述技术方案，冷却液体通过进液口进入腔体，与贴附在液冷板壳体上的电池模组进行热交换，然后再由出液口流出。
在一个实施例中，液冷板壳体内设有流道筋以及扰流结构，流道筋用于限定液流流动的路径，扰流结构用于改善液流流动情况。
通过采用上述技术方案，利用流道筋限定冷却液的流动路径，延长冷却液在腔体的停留时间，以及利用扰流结构改善液流流动的方向或速度，增加冷却液与腔体的内壁的接触面积，增强换热效果，提高热传递效率。
在一个实施例中，流道筋为平行设置的两个及两个以上，以使冷却液形成折流式流程。
通过采用上述技术方案，具体地，将各流道筋平行设置在液冷板壳体，使得冷却液形成折流式流程，延长冷却液在腔体的停留时间。
在一个实施例中，扰流结构包括在每一折流流道内以阵列结构设置的扰流子组，扰流子组包括沿垂直于流道筋方向依次间隔布设的若干扰流柱，扰流柱的延伸方向与流道筋呈夹角a。
通过采用上述技术方案，冷却液在流经扰流结构的各扰流子组时，在扰流子组的各扰流柱处发生涡街，从而破坏壁面边界层的形成，并且，增加了冷却液与腔体的内壁的接触面积，增强换热效果，提高热传递效率。
在一个实施例中，在相邻两扰流子组中，相对应的扰流柱的夹角a相同。
通过采用上述技术方案，各扰流子组的扰流柱排列方向则相同。
在一个实施例中，在相邻两扰流子组中，相对应的扰流柱的夹角a相异。
通过采用上述技术方案，各扰流子组的扰流柱排列方向则不同。
在一个实施例中，在同一扰流子组中，相邻两扰流柱的夹角a相同。
在一个实施例中，在同一扰流子组中，相邻两扰流柱的夹角a相异。
本发明还提供一种动力电池包，包括上述的动力电池包冷却结构。
本发明的有益效果：本发明提供的动力电池包，在具有上述动力电池包冷却结构的基础上，降低了动力电池包整体升温幅度以及温差，安全系数更高。
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为本发明实施例提供的动力电池包冷却结构的爆炸图；
图2为本发明实施例提供的动力电池包冷却结构的液冷组件的剖面示意图；
图3为本发明实施例一提供的动力电池包冷却结构的扰流结构布设的结构示意图；
图4为本发明实施例二提供的动力电池包冷却结构的扰流结构布设的结构示意图；
图5为本发明实施例三提供的动力电池包冷却结构的扰流结构布设的结构示意图；
图6为本发明实施例四提供的动力电池包冷却结构的扰流结构布设的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的动力电池包冷却结构的散热子片的剖面示意图。
其中，图中各附图标记：
动力电池包冷却结构100、液冷组件10、散热组件20、液冷板壳体11、液冷板盖板12、散热片组21、散热子片211、均温介质212、腔体100a、进液口10a、出液口10b、扰流结构30、扰流子组31、扰流柱311、流道筋40。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。
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；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。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。
请参考图1，本申请的动力电池包冷却结构100，包括液冷组件10和散热组件20。液冷组件10包括相适配的液冷板壳体11及液冷板盖板12；散热组件20为设于液冷板盖板12上的散热片组21，散热片组21包括多个间隔设置的散热子片211，各散热子片211与液冷板盖板12为一体化组件。这里，各散热子片211和液冷板盖板12可采用导热系数相同的材质制造，也可以采用导热系数差异较大的材质制造。
本发明提供的动力电池包冷却结构100，将散热组件20的各散热子片211与液冷组件10的液冷盖板一体化成型，提高二者的接触面积，使得液冷组件10的工作产热可直接传输至各散热子片211上，再由各散热子片211与外界空气进行热交换。这样，整个散热过程无需使用导热胶，热量直接在各散热子片211和液冷盖板之间传导，散热效率更高。
请参考图1，在一个实施例中，液冷板壳体11与液冷板盖板12相扣合形成以供冷却液体流动的腔体100a，液冷板盖板12上设有进液口10a和出液口10b。可以理解地，冷却液体通过进液口10a进入腔体100a，与贴附在液冷板壳体11上的电池模组进行热交换，然后再由出液口10b流出。
请参考图1和图2，在一个实施例中，液冷板壳体11内设有流道筋40以及扰流结构30，流道筋40用于限定液流流动的路径，扰流结构30用于改善液流流动情况。可以理解地，利用流道筋40限定冷却液的流动路径，延长冷却液在腔体100a的停留时间，以及利用扰流结构30改善液流流动的方向或速度，增加冷却液与腔体100a的内壁的接触面积，增强换热效果，提高热传递效率。
继续参考图1至图6，流道筋40为平行设置的两个及两个以上，以使冷却液形成折流式流程。具体地，将各流道筋40平行设置在液冷板壳体11，其中一流道筋40的一端连接于液冷板壳体11的第一内侧壁，并且，朝向液冷板壳体11相对的第二内侧壁延伸，但不与第二内侧壁连接，另一流道筋40的一端连接于液冷板壳体11的第二内侧壁，并且，朝向液冷板壳体11相对的第一内侧壁延伸，但不与第一内侧壁连接，这样，各流道筋40交替设置，围合形成折流式流道，延长冷却液在腔体100a的停留时间。具体的，流道筋40的数量为两个，在液冷板壳体11内围合形成三折式流道。
继续参考图3至图6，扰流结构30包括在每一折流流道内以阵列结构设置的扰流子组31。具体地，在液冷板壳体11的底部内侧设有扰流结构30；或者，在液冷板盖板12的顶部内侧设有扰流结构30；或者，在液冷板壳体11的底部内侧和液冷板盖板12的顶部内部均设有扰流结构30。扰流子组31包括沿垂直于流道筋40方向依次间隔布设的若干扰流柱311，扰流柱311的延伸方向与流道筋40呈夹角a。可以理解地，冷却液在流经扰流结构30的各扰流子组31时，在扰流子组31的各扰流柱311处发生涡街，从而破坏壁面边界层的形成，并且，增加了冷却液与动力电池包冷却结构100的腔体100a的接触面积，增强换热效果，提高热传递效率。
在一个实施例中，夹角a的范围为0°～180°。可以理解地，夹角a可为0°、10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°、130°、140°、150°、160°、170°、180°等。其中，夹角a为0°或180°时，扰流柱311的延伸方向与流道筋40相平行，扰流程度低；而夹角a为90°时，扰流柱311的延伸方向与流道筋40相垂直，扰流程度高。
请参考图7，在一个实施例中，散热子片211呈中空结构，散热子片211内设有均温介质212。这里，均温介质212可以为相变剂，相变剂在高温时气化形成气体，而在低温时呈液态，这样，能够进一步提高均温效果。
实施例一
请参考图3，在本实施例中，在相邻两扰流子组31中，相对应的扰流柱311的夹角相同。即各扰流子组31的扰流柱311排列方向则相同。以及，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角相同。这样，各扰流柱311的布设朝向也相同，使得折流流道内的冷却液在各扰流子组31的扰流柱311处获得涡流方向相同的涡街，扰流程度较低。
实施例二
请参考图4，在本实施例中，在相邻两扰流子组31中，相对应的扰流柱311的夹角相同。即各扰流子组31的扰流柱311排列方向则相同。以及，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角相异。这样，各扰流柱311的布设朝向则不同。优选地，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角互余。即相邻两扰流柱311呈镜像设置，使得折流流道内的冷却液在流经同一扰流子组31时，在其中各扰流柱311处形成的涡街方向均不相同，扰流程度适中。
实施例三
请参考图5，在本实施例中，在相邻两扰流子组31中，相对应的扰流柱311的夹角相异。即各扰流子组31的扰流柱311排列方向则不同。以及，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角相同。这样，各扰流柱311的布设朝向相同，使得折流流道内的冷却液在流经各扰流子组31时所形成的涡街方向交替变换，扰流程度较高。
实施例四
请参考图6，在本实施例中，在相邻两扰流子组31中，相对应的扰流柱311的夹角相异。即各扰流子组31的扰流柱311排列方向则不同。以及，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角相异。这样，各扰流柱311的布设朝向也不同。优选地，在同一扰流子组31中，相邻两扰流柱311的夹角互余。即相邻两扰流柱311呈镜像设置，使得折流流道内的冷却液在流经各扰流子组31的各扰流柱311处形成的涡街方向均不相同，扰流程度高。
本发明实施例还提供一种动力电池包，包括上述的动力电池包冷却结构1000。
本发明提供的动力电池包，在具有上述动力电池包冷却结构100的基础上，降低了动力电池包整体升温幅度以及温差，安全系数更高。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池包冷却结构，包括液冷组件和散热组件，其特征在于：
所述液冷组件包括相适配的液冷板壳体及液冷板盖板；
所述散热组件为设于所述液冷板盖板上的散热片组，所述散热片组包括多个间隔设置的散热子片，各所述散热子片与所述液冷板盖板为一体化组件。
2.如权利要求1所述动力电池包冷却结构，其特征在于：所述液冷板壳体与所述液冷板盖板相扣合形成以供冷却液体流动的腔体，所述液冷板盖板上设有进液口和出液口。
3.如权利要求2所述动力电池包冷却结构，其特征在于：所述液冷板壳体内设有流道筋以及扰流结构，所述流道筋用于限定液流流动的路径，所述扰流结构用于改善液流流动情况。
4.如权利要求3所述动力电池包冷却结构，其特征在于：所述流道筋为平行设置的两个及两个以上，以使冷却液形成折流式流程。
5.如权利要求4所述动力电池包冷却结构，其特征在于：所述扰流结构包括在每一折流流道内以阵列结构设置的扰流子组，所述扰流子组包括沿垂直于所述流道筋方向依次间隔布设的若干扰流柱，所述扰流柱的延伸方向与所述流道筋呈夹角a。
6.根据权利要求5所述的动力电池包冷却结构，其特征在于：在相邻两所述扰流子组中，相对应的所述扰流柱的所述夹角a相同。
7.根据权利要求5所述的动力电池包冷却结构，其特征在于：在相邻两所述扰流子组中，相对应的所述扰流柱的所述夹角a相异。
8.根据权利要求6或7所述的动力电池包冷却结构，其特征在于：在同一所述扰流子组中，相邻两所述扰流柱的所述夹角a相同。
9.根据权利要求6或7所述的动力电池包冷却结构，其特征在于：在同一所述扰流子组中，相邻两所述扰流柱的所述夹角a相异。
10.一种动力电池包，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的动力电池包冷却结构。
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