CN114497826A - 水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置，其中，水冷板组件包括：口琴管板、第一集流体和第二集流体。口琴管板内部形成有外层冷却通道和位于外层冷却通道内侧的内层冷却通道，其中，外层冷却通道和内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道。第一集流体设置在口琴管板的长度方向上的第一端并且形成有与液冷冷却通道的一端端口连通的第一集流空间，第一集流体还形成有供冷却液流入和流出第一集流空间的第一进液口和第一出液口。第二集流体设置在口琴管板的长度方向上的第二端并且形成有与液冷冷却通道的另一端端口连通的第二集流空间，第二集流体还形成有供冷却液流入和流出第二集流空间的第二进液口和第二出液口。

Description

水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种水冷板组件、水冷系统、电池及其箱体以及用电装置。

背景技术

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

在电池的使用过程中，电池内的电池单体会产生热量。如果这些热量过高将对于电池的性能及使用寿命造成不利影响。因此，如何对电池的电池单体进行有效的散热成为了本领域的一个重要研究方向。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种水冷板组件，以改善对电池中电池单体的冷却效果。

本申请第一方面的实施例提供一种水冷板组件，包括：口琴管板，其内部形成有外层冷却通道和位于外层冷却通道内侧的内层冷却通道，外层冷却通道和内层冷却通道均沿着口琴管板的长度方向延伸设置，其中，外层冷却通道和内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道；第一集流体，设置在口琴管板的长度方向上的第一端并且形成有与液冷冷却通道的一端端口连通的第一集流空间，第一集流体还形成有供冷却液流入和流出第一集流空间的第一进液口和第一出液口；和第二集流体，设置在口琴管板的长度方向上的与第一端相对的第二端并且形成有与液冷冷却通道的另一端端口连通的第二集流空间，第二集流体还形成有供冷却液流入和流出第二集流空间的第二进液口和第二出液口。

本申请实施例的技术方案中，水冷板组件的口琴管板具有内外两层冷却通道，其中一层可以为非液冷冷却通道。该非液冷冷却通道由于内部不填充冷却液，因此通道壁可以适当地朝向通道内部空间变形，从而使得口琴管板厚度方向的两个侧面可以吸收电池单体的膨胀，避免电池单体受挤压损坏。

在一些实施例中，外层冷却通道为液冷冷却通道，内层冷却通道为风冷冷却通道。

由于同时存在液冷冷却通道和风冷冷却通道，水冷板组件可以以两种冷却方式对电池单体进行冷却，从而提高了冷却效果。

在一些实施例中，第一集流体包括：第一外壳；和第一通道部，设置在第一外壳的内部，其一端连通到风冷冷却通道的一端端口，其另一端连通到第一外壳的外部，其中第一外壳的内表面和第一通道部的外表面共同限定第一集流空间，并且第二集流体包括：第二外壳；和第二通道部，设置在第二外壳的内部，其一端连通到风冷冷却通道的另一端端口，其另一端连通到第二外壳的外部，其中第二外壳的内表面和第二通道部的外表面共同限定第二集流空间。

通过设置第一外壳和第一通道部，使得第一集流体内部形成两个单独的空间，即第一集流空间和第一通道部内的空间。上述两个空间分别用于向冷却管板输送冷却液和冷却气流，从而保证两种冷却方式能够独立运行、互不干扰。同理，通过设置第二外壳和第二通道部，使得第二集流体内部形成两个单独的空间，从而保证两种冷却方式能够独立运行。

在一些实施例中，第一通道部连通到第一外壳的外部的一端在第一外壳上形成第一风道口，以允许冷却气流进出风冷冷却通道，并且第二通道部连通到第二外壳的外部的一端在第二外壳上形成第二风道口，以允许冷却气流进出风冷冷却通道。

通过在第一外壳上形成第一风道口，便于冷却气流进入第一通道部。后续还可以在冷却板组件外部额外设置与第一风道口对接的风道，进一步便于冷却气流的输入。

在一些实施例中，第一风道口设置在第一外壳在口琴管板的长度方向上的远离口琴管板的侧面上，并且第二风道口设置在第二外壳在口琴管板的长度方向上的远离口琴管板的侧面上。

上述实施例中的风道口的设置方式便于外部送风装置从组装好的水冷系统的长度方向的一侧输入冷却气流，从水冷系统的长度方向的另一侧输出换热后的气流，从而优化了水冷系统的整体结构并且使得气流流通更加顺畅。

在一些实施例中，第一外壳面向口琴管板的一侧形成有第一开口，以用于将口琴管板的第一端卡接到第一开口内侧，并且第二外壳面向口琴管板的一侧形成有第二开口，以用于将口琴管板的第二端卡接到第二开口内侧。

通过设置第一开口和第二开口，便于口琴管板的两端分别与第一集流体和第二集流体连接。

在一些实施例中，第一进液口和第一出液口分别设置在第一外壳在口琴管板的厚度方向上的两侧；并且第二进液口和第二出液口分别设置在第二外壳在口琴管板的厚度方向上的两侧。

由于水冷板组件的进液口和出液口均设置在水冷板组件的口琴管板厚度方向的两侧，因此在将多个水冷板组件组装成水冷系统时，由于每个水冷板组件进液口和出液口的独特的设置位置，允许多个水冷板组件的口琴管板相互平行且间隔地组装。从而使得电池单体能够被放置到相邻两个平行间隔设置的水冷板组件之间，实现对电池单体两个侧面的冷却。这样设置可以提高电池单体的冷却效率，同时可以实现电池单体上下均衡的冷却效果。

在一些实施例中，第一进液口和第一出液口在参考平面上的投影重合，其中，参考平面是与口琴管板的厚度方向两侧的侧面平行的平面；并且第二进液口和第二出液口在参考平面上的投影重合。

这样设置使得将多个水冷板组件组装成水冷系统时，相邻两个水冷板组件的进液口和出液口都在同一水平高度上，以便于相邻两个水冷板组件之间的连接。

在一些实施例中，内层冷却通道为液冷冷却通道，外层冷却通道为风冷冷却通道。

在一些实施例中，第一集流体包括：第一外壳，其内部形成第一集流空间；并且第二集流体包括：第二外壳，其内部形成第二集流空间。

通过设置第一外壳形成第一集流空间，第一集流空间用于向冷却管板输送冷却液，从而保证液冷和风冷两种冷却方式能够独立运行、互不干扰。

在一些实施例中，液冷冷却通道中设置有加强结构。

由于液态的冷却液是不能被压缩的，因此若液冷冷却通道受到的形变过大，将可能导致其内部的冷却液泄露，或导致口琴管板损坏。因此，通过设置上述加强结构可以确保液冷冷却通道不易变形，从而仅通过非液冷冷却通道吸收电池单体的膨胀。

在一些实施例中，加强结构为多个支撑筋。

支撑筋结构进一步加强液冷冷却通道的结构强度，防止液冷冷却通道发生变形。

在一些实施例中，外层冷却通道和内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有相变材料。

在非液冷冷却通道中填充相变材料，可以提高整个水冷板组件的热容，用于给电池单体保温或吸收热量。

在一些实施例中，外层冷却通道和内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有弹性材料。

在非液冷冷却通道中填充弹性材料，可以实现口琴管板形变后具有回弹功能，或者增加支撑强度。

本申请第二方面的实施例提供一种水冷系统，包括上述的水冷板组件，其中，多个水冷板组件并排间隔设置，对于多个水冷板组件中的任一相邻两个水冷板组件：相邻两个水冷板组件中的一个水冷板组件的第一进液口和第二出液口分别与另一个水冷板组件的第一出液口和第二进液口连通，以实现相邻两个水冷板组件之间的连接。

本实施例的水冷系统，可以通过将多个水冷板组件连接形成一个冷却液循环系统，从而便于冷却液在其中进行循环。

在一些实施例中，上述水冷系统还包括：多个连接管，多个连接管中的每个连接管用于连通相邻两个水冷板组件的第一进液口和第一出液口或用于连通相邻两个水冷板组件的第二进液口和第二出液口，其中水冷系统的每个水冷板组件的第一进液口、第二进液口、第一出液口和第二出液口均形成朝向该水冷板组件外部伸出的凸缘，凸缘通过插接到对应的连接管的内部来实现第一进液口、第二进液口、第一出液口或第二出液口与连接管之间的连接。

通过将连接管将前后两个相邻的水冷板组件的进液口和出液口相连，提高了水冷板组件之间的连接强度，同时还保证了相邻的水冷板组件之间具有一定的间隙，应用于容纳电池单体。

本申请第三方面的实施例提供一种电池的箱体，箱体用于容纳电池单体，包括上述水冷板组件，水冷板组件贴靠电池单体以冷却电池单体。

本申请第四方面的实施例提供一种电池，其包括电池单体和上述实施例的电池的箱体，箱体用于容纳电池单体。

本申请第五方面的实施例提供一种电池，其包括上述实施例的水冷系统；以及多个电池单体，多个电池单体中的至少部分电池单体设置在水冷系统的相邻两个水冷板组件之间的间隙中，其中至少部分电池单体中的每个电池单体的两个相对侧面分别贴靠相邻两个水冷板组件的口琴管板，以使得水冷系统对每个电池单体的两个相对侧面进行冷却。

本实施例的电池，其水冷系统的相邻两个水冷板组件能够对每个电池单体的两个相对侧面分别进行冷却，从而可以提高电池单体的冷却效率，同时可以实现电池单体上下均衡的冷却效果。

本申请第六方面的实施例提供一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于提供电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的水冷板组件的结构示意图；

图4为本申请一些实施例的水冷板组件的分解结构示意图；

图5为本申请一些实施例的水冷板组件的口琴管板的结构示意图；

图6为本申请一些实施例的水冷板组件的第一集流体的结构示意图；

图7为本申请一些实施例的水冷板组件的第一集流体另一视角的结构示意图；

图8为本申请另一些实施例的水冷板组件的分解结构示意图；

图9为本申请另一些实施例的水冷系统的结构示意图。

附图标记说明：

车辆1；

电池10，控制器20，马达30；

箱体100，第一部分110，第二部分120，水冷系统130；

电池单体200；

水冷板组件300；第一集流体310，第二集流体320，第一进液口330，第一出液口340；第二出液口360；口琴管板370；

内层冷却通道371；外层冷却通道372；加强结构373；加强筋373a、373b、373c；内壁374；板外壳375；

第一外壳311；第一通道部312；第一风道口313；

连接管400。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

本申请人注意到，在电池的使用过程中，电池单体会产生热量。如果这些热量过高将对于电池的性能及使用寿命造成不利影响，在相关技术中，可以设置冷却系统来对电池中的电池单体进行冷却。上述冷却系统可以包括多个铺设在电池箱体底部的水冷板，多个水冷板的上表面和电池中电池单体的下表面相接触。在使用过程中，例如水的冷却液流动通过上述多个水冷板，从而带走电池单体上的热量，为电池单体降温。

但是，申请人研究发现，相关技术中的水冷板为了实现更好地散热效果而与电池单体的表面紧密接触。电池单体在使用过程中会发生膨胀，这些膨胀可能会随着电池使用时长的增加而加剧，从而导致其挤压水冷板并受到水冷板的反作用力。相关技术中的水冷板不具有吸收电池单体膨胀体积的功能，因此在电池单体过度膨胀时，水冷板对电池单体的挤压力可能会损坏电池单体结构。

基于以上考虑，为了解决电池单体膨胀的问题，发明人经过深入研究，设计了一种水冷板组件，这种水冷板组件的口琴管板包括内外两层冷却通道。其中一层冷却通道（内层冷却通道或外层冷却通道）是非液冷冷却通道，因此可以被压缩形变。在电池单体膨胀时，这层非液冷冷却通道可以用来吸收电池单体膨胀，从而减少水冷板对电池单体的挤压力，避免电池单体损坏。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的水冷板组件、水冷系统、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于缓解电池单体膨胀，提升电池性能的稳定性和电池寿命。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1的结构示意图。车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部设置有电池10，电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器20和马达30，控制器20用来控制电池10为马达30供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池10不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池10的爆炸图。电池10包括箱体100和电池单体200，电池单体200容纳于箱体100内。其中，箱体100用于为电池单体200提供容纳空间，箱体100可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体100可以包括第一部分110和第二部分120，第一部分110与第二部分120相互盖合，第一部分110和第二部分120共同限定出用于容纳电池单体200的容纳空间。第二部分120可以为一端开口的空心结构，第一部分110可以为板状结构，第一部分110盖合于第二部分120的开口侧，以使第一部分110与第二部分120共同限定出容纳空间；第一部分110和第二部分120也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分110的开口侧盖合于第二部分120的开口侧。当然，第一部分110和第二部分120形成的箱体100可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池10中，电池单体200可以是多个，多个电池单体200之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体200中既有串联又有并联。多个电池单体200之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体200构成的整体容纳于箱体100内；当然，电池10也可以是多个电池单体200先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体100内。电池10还可以包括其他结构，例如，该电池10还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体200之间的电连接。

其中，每个电池单体200可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体200可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

本申请首先提供了一种水冷板组件300。如图3、图4所示，图3为本申请一些实施例的水冷板组件300的结构示意图，图4为本申请一些实施例的水冷板组件300的分解结构示意图。该水冷板组件300包括：口琴管板370、第一集流体310和第二集流体320。如图4所示，口琴管板370内部形成有外层冷却通道372和位于外层冷却通道372内侧的内层冷却通道371，外层冷却通道372和内层冷却通道371均沿着口琴管板370的长度方向延伸设置（即沿着图4所示的X方向延伸）。外层冷却通道372和内层冷却通道371中的一者为液冷冷却通道。第一集流体310设置在口琴管板370的长度方向上的第一端并且形成有与液冷冷却通道的一端端口连通的第一集流空间，第一集流体310还形成有供冷却液流入和流出第一集流空间的第一进液口330和第一出液口340。第二集流体320设置在口琴管板370的长度方向上的与第一端相对的第二端并且形成有与液冷冷却通道的另一端端口连通的第二集流空间，第二集流体320还形成有供冷却液流入和流出第二集流空间的第二进液口（由于遮挡未示出）和第二出液口360。

如图4所示，口琴管板370具有长度方向（如图4中X轴方向所示），宽度方向（如图4中的Y轴方向），以及厚度方向（如图4中Z轴方向所示）。口琴管板370内部形成外内两层冷却通道。上述两层冷却通道均沿着图中X方向延伸设置。图5为本申请一些实施例的水冷板组件300的口琴管板370的结构示意图。如图5所示，口琴管板370包括：板外壳375和矩形内壁374。外层冷却通道372由板外壳375和口琴管板370内部设置的矩形内壁374共同限定出，内层冷却通道371由矩形内壁374限定出。因此，外层冷却通道372的截面为环形，并且包围内层冷却通道371。两层冷却通道均具有两个端口，这两个端口分别朝向第一集流体310和第二集流体320。上述两层冷却通道中的其中一层冷却通道为液冷冷却通道，冷却液将流入液冷冷却通道并对电池单体200进行冷却。两层冷却通道中的另一层为非液冷冷却通道，冷却液不会流入该非液冷冷却通道。在一些实施例中，外层冷却通道372可以是液冷冷却通道，内层为非液冷冷却通道，在另外一些实施例中，内层冷却通道371可以是液冷冷却通道，而外层为非液冷冷却通道。

第一集流体310和第二集流体320分别设置在口琴管板370长度方向上的第一端和第二端。第一集流体310包括第一外壳311311，第一外壳311311内部具有第一集流空间，第一外壳311311面向口琴管板370的一侧敞开，以用于连接口琴管板370的第一端。口琴管板370的液冷冷却通道的一端端口与第一集流空间连通。第二集流体320包括第二壳体，第二壳体内部具有第二集流空间，第二壳体面向口琴管板370的一侧敞开，以用于连接口琴管板370的第二端。口琴管板370的液冷冷却通道的另一端端口与第二集流空间连通。在一些实施例中，第一集流体310和第二集流体320的大小形状相同，并且在口琴管板370长度方向的两端左右对称设置。

水冷板组件300的口琴管板370具有内外两层冷却通道，其中一层可以为非液冷冷却通道。该非液冷冷却通道由于内部不填充冷却液，因此通道壁可以适当地朝向通道内部空间变形，从而使得口琴管板370厚度方向的两个侧面可以吸收电池单体200的膨胀，避免电池单体200受挤压损坏。

根据本申请的一些实施例，外层冷却通道372为液冷冷却通道，内层冷却通道371为风冷冷却通道。

口琴管板370的内外两层冷却通道可以分别是液冷冷却通道和风冷冷却通道，后续可以向风冷冷却通道中输入冷却气流，以对电池单体200进行风冷冷却。风冷冷却通道本身是可压缩的，因此通道的截面可以适当变形，以使得口琴管板370可以吸收电池单体200的膨胀。

由于同时存在液冷冷却通道和风冷冷却通道，水冷板组件300可以以两种冷却方式对电池单体200进行冷却，从而提高了冷却效果。

根据本申请的一些实施例，如图6和图7所示，图6为本申请一些实施例的水冷板组件300的第一集流体310的结构示意图；图7为本申请一些实施例的水冷板组件300的第一集流体310另一视角的结构示意图。第一集流体310包括：第一外壳311和第一通道部312。第一通道部312设置在第一外壳311的内部，其一端连通到风冷冷却通道的一端端口，其另一端连通到第一外壳311的外部。第一外壳311的内表面和第一通道部312的外表面共同限定第一集流空间。第二集流体320包括：第二外壳和第二通道部。第二通道部设置在第二外壳的内部，其一端连通到风冷冷却通道的另一端端口，其另一端连通到第二外壳的外部。第二外壳的内表面和第二通道部的外表面共同限定第二集流空间。

在本实施例中，第一外壳311可以为长方体结构，其内部中空。第一外壳311朝向口琴管板370的侧面敞开。第一通道部312设置在第一外壳311的中空部分内。第一通道部312为近似管状，其具有两个端口，这两个端口分别连通风冷冷却通道朝向第一集流体310的一端端口以及第一外壳311的外部，从而可以将第一外壳311外部的冷却气流引入到风冷冷却通道中或从风冷冷却通道中排出冷却气流。第一通道部312的截面是矩形，并且和风冷冷却通道的截面近似，以便于两者之间的连通。第一通道部312的端口可以焊接到风冷冷却通道的端口，或者，第一通道部312的端口以及风冷冷却通道的端口可以设置有互补的卡接特征（例如第一通道部312的端口内侧设置凸缘，风冷冷却通道的端口外侧设置凹部），以确保第一通道部312和风冷冷却通道的卡接配合。第一集流空间是限定在第一外壳311内表面和第一通道部312的外表面之间的空间，该空间仅与口琴管板370外层的液冷冷却通道连通，用于将冷却液输入液冷冷却通道或从液冷冷却通道输出冷却液。虽然在本实施例中，第一外壳311以及第一通道部312均被示出为长方体结构，但是在另外一些实施例中，第一外壳311以及第一通道部312还可以是诸如圆柱体等的其他形状，只要第一集流空间与外层液冷冷却通道连通，第一通道部312与内层风冷冷却通道连通即可。

第二外壳和第二通道部的具体设置和第一外壳311和第一通道部312的设置方式类似，这里不再赘述。第二集流体320可以和第一集流体310以完全对称的方式设置。

通过设置第一外壳311和第一通道部312，使得第一集流体310内部形成两个单独的空间，即第一集流空间和第一通道部312内的空间。上述两个空间分别用于向冷却管板输送冷却液和气流，从而保证两种冷却方式能够独立运行、互不干扰。同理，通过设置第二外壳和第二通道部，使得第二集流体320内部形成两个单独的空间，从而保证两种冷却方式能够独立运行。

如图7所示，根据本申请的一些实施例，第一通道部312连通到第一外壳311的外部的一端在第一外壳311上形成第一风道口313，以允许冷却气流进出风冷冷却通道。第二通道部连通到第二外壳的外部的一端在第二外壳上形成第二风道口，以允许冷却气流进出风冷冷却通道。

第一通道部312可以和第一外壳311一体成型，例如第一通道部312可以通过对第一外壳311冲压形成。第一通道部312在第一外壳311上的连接部位形成第一风道口313，外部的冷却气流可以经由第一风道口313进入第一通道部312。

第二外壳和第二通道部的具体结构和第一外壳311和第一通道部312的结构类似，这里不再赘述。第二集流体320可以和第一集流体310以完全对称的方式设置。

通过在第一外壳311上形成第一风道口313，便于冷却气流进入第一通道部312。后续还可以在冷却板组件外部额外设置与第一风道口313对接的风道，便于进一步将冷却气流输入。

第一风道口313设置在第一外壳311在口琴管板370的长度方向上的远离口琴管板370的侧面上。第二风道口设置在第二外壳在口琴管板370的长度方向上的远离口琴管板370的侧面上。

如上文所述，第一外壳311为长方体，第一风道口313形成在长方体远离口琴管板370的侧面上。在后续将多个水冷板组件300组成水冷系统130时，多个第一风道口313排列在组装好的水冷系统130的长度方向的一侧。用于产生冷却气流的外部送风装置可以朝向水冷系统130的该侧吹风，以将冷却气流分别输送到每个水冷板组件300中。同理，多个第二风道口将排列在组装好的水冷系统130的长度方向的另一侧。与电池单体热交换后的气流将从水冷系统130的该侧排出。

上述实施例中的风道口的设置方式便于外部送风装置从组装好的水冷系统130的长度方向的一侧输入冷却气流，从水冷系统130的长度方向的另一侧输出换热后的气流，从而优化了水冷系统130的整体结构并且使得气流流通更加顺畅。

第一外壳311面向口琴管板370的一侧形成有第一开口，以用于将口琴管板370的第一端卡接到第一开口内侧。第二外壳面向口琴管板370的一侧形成有第二开口，以用于将口琴管板370的第二端卡接到第二开口内侧。

第一外壳311的截面可以略大于口琴管板370的截面，从而有利于将第一外壳311卡接到口琴管板370的一端端部。第一开口与口琴管板370的板外壳375的截面相匹配，如图5所示，板外壳375的截面可以是两端为半圆形的扁长方形形状，那么第一开口也可以是上述形状，以便与口琴管板370匹配卡接。第一开口的内侧边缘可以设置有卡接特征（例如卡紧凸缘），以加强与口琴管板370的连接。第二开口的形状和第一开口类似，这里不再赘述。虽然在本实施例中，口琴管板370的两端分别与第一集流体310和第二集流体320卡接连接，但是在另外一些实施例中，还可以通过例如焊接等的其他方式将口琴管板370分别与第一集流体310和第二集流体320连接。

通过设置第一开口和第二开口，便于口琴管板370的两端分别与第一集流体310和第二集流体320连接。

第一进液口330和第一出液口340分别设置在第一外壳311在口琴管板370的厚度方向上的两侧。第二进液口和第二出液口360分别设置在第二外壳在口琴管板370的厚度方向上的两侧。

如上文所述，第一外壳311和第二壳体均为长方体形状，第一进液口330和第一出液口340分别设置在第一外壳311的前后两个侧面上，第二进液口和第二出液口360分别设置在第二壳体的前后两个侧面上。

由于水冷板组件300的进液口和出液口均设置在水冷板组件300的口琴管板370厚度方向的两侧，因此在将多个水冷板组件300组装成水冷系统130时，由于每个水冷板组件300进液口和出液口的独特的设置位置，允许多个水冷板组件300的口琴管板370相互平行且间隔地组装。从而使得电池单体200能够被放置到相邻两个平行间隔设置的水冷板组件300之间，实现对电池单体200两个侧面的冷却。这样设置可以提高电池单体200的冷却效率，同时可以实现电池单体200上下均衡的冷却效果。

在一些实施例中，第一进液口330和第一出液口340在参考平面上的投影重合，其中，参考平面是与口琴管板370的厚度方向两侧的侧面平行的平面。第二进液口和第二出液口360在参考平面上的投影重合。

进一步如图6和图7所示，第一进液口330和第一出液口340在参考平面上的投影重合意味着第一进液口330和第一出液口340设置在第一集流体310的相同高度上；第二进液口和第二出液口360在参考平面上的投影重合意味着第二进液口和第二出液口360设置在第二集流体320的相同高度上。优选地，第一进液口330、第一出液口340、第二进液口和第二出液口360均可以设置在第一集流体310或第二集流体320高度方向的中间位置处。

这样设置使得将多个水冷板组件300组装成水冷系统130时，相邻两个水冷板组件300的进液口和出液口都在同一水平高度上，以便于相邻两个水冷板组件300之间的连接。

图8为本申请另一些实施例的水冷板组件300的分解结构示意图，在一些实施例中，如图8所示，内层冷却通道371为液冷冷却通道，外层冷却通道372为风冷冷却通道。

与图4的实施例相反，图8所示的实施例的内层冷却通道371为液冷冷却通道，外层冷却通道372为风冷冷却通道。外层风冷冷却通道中的气体是可压缩的，因此可以适当变形，以使得口琴管板370可以吸收电池单体的膨胀。

在图8所示的实施例中，第一集流体310包括：第一外壳，其内部形成第一集流空间。第二集流体320包括：第二外壳，其内部形成第二集流空间。

如图8所示，对于内层冷却通道371是液冷冷却通道的情况，第一集流体310和第二集流体320的第一外壳和第二外壳的尺寸可以设置得相对较小，以使得外壳仅与内层冷却通道371的端口对接。另外与图4所示的实施例不同，第一集流体310和第二集流体320可以不具有第一通道部312和第二通道部。因此，外层的风冷冷却通道直接暴露在外，以便于外部送风装置直接朝向风冷冷却通道的端口送风。

通过设置第一外壳形成第一集流空间，第一集流空间用于向口琴管板370输送冷却液，从而保证液冷和风冷两种冷却方式能够独立运行、互不干扰。

在一些实施例中，液冷冷却通道中设置有加强结构373。

如图4、图5和图8所示，上述加强结构373仅设置在液冷冷却通道中，以确保液冷冷却通道结构坚固，不易变形。但是，非液冷冷却通道中不存在加强结构373，以便于在电池单体200膨胀时能够向内收缩变形，以吸收电池单体200的膨胀。

由于液态的冷却液是不能被压缩的，因此若液冷冷却通道受到的形变过大，将可能导致其内部的冷却液泄露，或导致口琴管板370损坏。因此，通过设置上述加强结构373可以确保液冷冷却通道不易变形，从而仅通过非液冷冷却通道吸收电池单体200的膨胀。

在一些实施例中，加强结构373为多个支撑筋。

如图4、图5和图8所示，上述多个支撑筋设置在液冷冷却通道中。如图5所示，若外层冷却通道372为液冷冷却通道，那么多个支撑筋中的每个支撑筋支撑在板外壳375的内侧面之间或者支撑在板外壳375和内壁374之间。如图5所示，支撑筋373a支撑在板外壳375和内壁374之间，支撑筋373b支撑在板外壳375的相对的两个内侧面之间，这取决于支撑筋所在的位置。在一些实施例中，支撑筋还可以沿着口琴管板370的长度方向延伸设置，并且将外层冷却通道372分隔成多个子冷却通道。若内层冷却通道371为液冷冷却通道，那么多个支撑筋中的每个支撑筋支撑在内壁374的内侧面之间。如图8所示，支撑筋373c支撑在内壁374相对的两个内侧面之间。在一些实施例中，支撑筋还可以沿着口琴管板370的长度方向延伸设置，并且将内层冷却通道371分隔成多个子冷却通道。

支撑筋结构进一步加强液冷冷却通道的结构强度，防止液冷冷却通道发生变形。

在一些实施例中，外层冷却通道372和内层冷却通道371中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有相变材料。在另外一些实施例中，外层冷却通道372和内层冷却通道371中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有弹性材料。

非液冷冷却通道除了如上文实施例中所述的用作风冷冷却通道以外，还可以仅用作用于吸收电池单体200膨胀的空间。在这种情况下，可以在非液冷冷却通道中填充一些其他物质，以实现其他功能。例如，可以在非液冷冷却通道中填充例如无机盐溶液或有机溶液等的相变材料，以用于对电池单体200进行保温或散热。上述相变材料仅填充非液冷冷却通道的一部分容积，以确保冷却通道有额外的空间形变。再例如，还可以在非液冷冷却通道中填充例如海绵等的弹性材料，以确保非液冷冷却通道形变后可以回复原状。

在非液冷冷却通道中填充相变材料，可以提高整个水冷板组件300的热容，用于给电池单体200保温或吸收热量。在非液冷冷却通道中填充弹性材料，可以实现口琴管板370形变后具有回弹功能，或者增加支撑强度。

本申请还提供了一种水冷系统130，返回到图2，该水冷系统130包括上述多个水冷板组件300。多个水冷板组件300并排间隔设置，对于多个水冷板组件300中的任一相邻两个水冷板组件300。相邻两个水冷板组件300中的一个水冷板组件300的第一进液口330和第二出液口360分别与另一个水冷板组件300的第一出液口340和第二进液口连通，以实现相邻两个水冷板组件300之间的连接。

水冷系统130包括多个水冷板组件300，例如如图2所示，包括3个水冷板组件300。但是在另外一些实施例中，水冷系统130还可以包括大于3个或小于3个的水冷板组件300。第一排的水冷板组件300（图2所示的最前侧的水冷板组件300）的第一进液口330构成整个水冷系统130的总进液口，其第二出液口360构成整个水冷系统130的总出液口。对于中间多排的水冷板组件300中的任一个水冷板组件300，其第一进液口330与前一个水冷板组件300的第一出液口340相连，其第一出液口340与后一个水冷板组件300的第一进液口330相连，其第二进液口与后一个水冷板组件300的第二出液口360相连，其第二出液口360与前一个水冷板组件300的第二进液口相连。最后一排的水冷板组件300的第一出液口340和第二进液口被封闭。这样设置使得水冷系统130形成一个冷却液循环系统，冷却液将从水冷系统130的第一排的水冷板组件300的第一进液口330进入，然后到达多排水冷板组件300的第一集流空间中。对于每一个水冷板组件300，冷却液分别从其第一集流空间经由口琴管板370的冷却通道流动到第二集流空间。最后，冷却液在多排水冷板组件300的第二集流空间中汇聚，并最终从第一排的水冷板组件300的第二出液口360流出。流出的冷却液可以经由电池外部的冷却装置进行冷却，然后再次输入到第一排的水冷板组件300的第一进液口330中。另外，如上文所述，还可以在水冷系统130长度方向的一侧设置送风装置，送风装置向多个水冷板组件300的第一风道口313或第二风道口送风，以实现对电池单体200的风冷冷却。

另外，除上述实施例描述的水冷系统130，在另外一些实施例中，还可以将多个水冷板组件300中的风冷冷却通道串联连通，构成内部循环的通道。送风装置（例如：风机）可以设置在上述内部循环的通道中，从而使得风冷冷却通道中的气流能够在水冷系统130中进行内部循环。

在一些实施例中，上述风冷冷却通道还可以与安装有该水冷系统130的电池10内部连通。在水冷系统130内部通入冷却液的时候，风冷冷却通道中的气流可以将风道壁面的冷量输送到电池10内的空气中，起到加强换热的效果。上述设置还可以减少电池10内各个位置的温差，同时也可以冷却其他没有与水冷系统130接触的元器件，例如：高压盒，铜巴等。

本实施例的水冷系统130，可以通过将多个水冷板组件300连接形成一个冷却液循环系统，从而便于冷却液在其中进行循环。

在一些实施例中，如图2和图4所示，水冷系统130还包括多个连接管400，多个连接管400中的每个连接管400用于连通相邻两个水冷板组件300的第一进液口330和第一出液口340或用于连通相邻两个水冷板组件300的第二进液口和第二出液口360。水冷系统130的每个水冷板组件300的第一进液口330、第二进液口、第一出液口340和第二出液口360均形成朝向该水冷板组件300外部伸出的凸缘，凸缘通过插接到对应的连接管400的内部来实现第一进液口330、第二进液口、第一出液口340或第二出液口360与连接管400之间的连接。

通过连接管400将前后两个相邻的水冷板组件300的进液口和出液口相连，提高了水冷板组件300之间的连接强度，同时还保证了相邻的水冷板组件300之间具有一定的间隙，以用于容纳电池单体200。

根据本申请的又一个方面，还提供了一种电池的箱体100，箱体100用于容纳电池单体200。如图2所示，上述箱体100除了第一部分110和第二部分120以外，还包括上述水冷系统130，水冷系统130中的水冷板组件300贴靠电池单体200以冷却电池单体200。在一些实施例中，水冷板组件300可以设置为箱体100的一部分，并固定到箱体100内部。

根据本申请的一个方面，还提供了一种电池10，该电池10包括：电池单体200和上述的箱体100。箱体100用于容纳电池单体200。

根据本申请的一个方面，还提供了一种电池10，该电池10包括：上述水冷系统130以及多个电池单体200。多个电池单体200中的至少部分电池单体200设置在水冷系统130的相邻两个水冷板组件300之间的间隙中。至少部分电池单体200中的每个电池单体200的两个相对侧面分别贴靠相邻两个水冷板组件300的口琴管板370，以使得水冷系统130对每个电池单体200的两个相对侧面进行冷却。

本实施例的电池，其水冷系统130的相邻两个水冷板组件300能够对每个电池单体200的两个相对侧面分别进行冷却，从而可以提高电池单体200的冷却效率，同时可以实现电池单体200上下均衡的冷却效果。

根据本申请的一个方面，还提供了一种用电装置1，电池10用于为用电装置1提供动能。该用电装置1的具体结构可以参照关于图1的描述，这里不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (19)

1.一种水冷板组件，其特征在于，包括：

口琴管板，其内部形成有外层冷却通道和位于所述外层冷却通道内侧的内层冷却通道，所述外层冷却通道和所述内层冷却通道均沿着所述口琴管板的长度方向延伸设置，其中，所述外层冷却通道和所述内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道；

第一集流体，设置在所述口琴管板的长度方向上的第一端并且形成有与所述液冷冷却通道的一端端口连通的第一集流空间，所述第一集流体还形成有供冷却液流入和流出所述第一集流空间的第一进液口和第一出液口；和

第二集流体，设置在所述口琴管板的长度方向上的与所述第一端相对的第二端并且形成有与所述液冷冷却通道的另一端端口连通的第二集流空间，所述第二集流体还形成有供所述冷却液流入和流出所述第二集流空间的第二进液口和第二出液口。

2.根据权利要求1所述的水冷板组件，其特征在于，所述外层冷却通道为液冷冷却通道，所述内层冷却通道为风冷冷却通道。

3. 根据权利要求2所述的水冷板组件，其特征在于，所述第一集流体包括：

第一外壳；和

第一通道部，设置在所述第一外壳的内部，其一端连通到所述风冷冷却通道的一端端口，其另一端连通到所述第一外壳的外部，其中

所述第一外壳的内表面和所述第一通道部的外表面共同限定所述第一集流空间，并且

所述第二集流体包括：

第二外壳；和

第二通道部，设置在所述第二外壳的内部，其一端连通到所述风冷冷却通道的另一端端口，其另一端连通到所述第二外壳的外部，其中

所述第二外壳的内表面和所述第二通道部的外表面共同限定所述第二集流空间。

4. 根据权利要求3所述的水冷板组件，其特征在于，

所述第一通道部连通到所述第一外壳的外部的一端在所述第一外壳上形成第一风道口，以允许冷却气流进出所述风冷冷却通道，并且

所述第二通道部连通到所述第二外壳的外部的一端在所述第二外壳上形成第二风道口，以允许冷却气流进出所述风冷冷却通道。

5. 根据权利要求4所述的水冷板组件，其特征在于，

所述第一风道口设置在所述第一外壳在所述口琴管板的长度方向上的远离所述口琴管板的侧面上，并且

所述第二风道口设置在所述第二外壳在所述口琴管板的长度方向上的远离所述口琴管板的侧面上。

6. 根据权利要求3所述的水冷板组件，其特征在于，

所述第一外壳面向所述口琴管板的一侧形成有第一开口，以用于将所述口琴管板的第一端卡接到所述第一开口内侧，并且

所述第二外壳面向所述口琴管板的一侧形成有第二开口，以用于将所述口琴管板的第二端卡接到所述第二开口内侧。

7. 根据权利要求3所述的水冷板组件，其特征在于，

所述第一进液口和所述第一出液口分别设置在所述第一外壳在所述口琴管板的厚度方向上的两侧；并且

所述第二进液口和所述第二出液口分别设置在所述第二外壳在所述口琴管板的厚度方向上的两侧。

8. 根据权利要求7所述的水冷板组件，其特征在于，

所述第一进液口和所述第一出液口在参考平面上的投影重合，其中，所述参考平面是与所述口琴管板的厚度方向两侧的侧面平行的平面；并且

所述第二进液口和所述第二出液口在所述参考平面上的投影重合。

9.根据权利要求1所述的水冷板组件，其特征在于，所述内层冷却通道为液冷冷却通道，所述外层冷却通道为风冷冷却通道。

10. 根据权利要求9所述的水冷板组件，其特征在于，所述第一集流体包括：

第一外壳，其内部形成所述第一集流空间；并且

所述第二集流体包括：

第二外壳，其内部形成所述第二集流空间。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的水冷板组件，其特征在于，

所述液冷冷却通道中设置有加强结构。

12.根据权利要求11所述的水冷板组件，其特征在于，

所述加强结构为多个支撑筋。

13.根据权利要求1-10中任一项所述的水冷板组件，其特征在于，

所述外层冷却通道和所述内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有相变材料。

14.根据权利要求1-10中任一项所述的水冷板组件，其特征在于，

所述外层冷却通道和所述内层冷却通道中的一者为液冷冷却通道，另一者填充有弹性材料。

15.一种水冷系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-14中任一项所述的水冷板组件，其中，多个水冷板组件并排间隔设置，对于所述多个水冷板组件中的任一相邻两个水冷板组件：

所述相邻两个水冷板组件中的一个水冷板组件的所述第一进液口和所述第二出液口分别与另一个水冷板组件的所述第一出液口和所述第二进液口连通，以实现所述相邻两个水冷板组件之间的连接。

16.根据权利要求15所述的水冷系统，其特征在于，还包括：

多个连接管，所述多个连接管中的每个连接管用于连通相邻两个水冷板组件的第一进液口和第一出液口或用于连通相邻两个水冷板组件的第二进液口和第二出液口。

17.一种电池的箱体，所述箱体用于容纳电池单体，其特征在于，包括如权利要求1-14所述的任一项水冷板组件，所述水冷板组件贴靠所述电池单体以冷却所述电池单体。

18.一种电池，其特征在于，包括：

电池单体；

如权利要求17所述的电池的箱体，所述箱体用于容纳所述电池单体。

19. 一种电池，其特征在于，包括：

如权利要求15或16所述的水冷系统；以及

多个电池单体，所述多个电池单体中的至少部分电池单体设置在所述水冷系统的相邻两个水冷板组件之间的间隙中，其中

所述至少部分电池单体中的每个电池单体的两个相对侧面分别贴靠所述相邻两个水冷板组件的口琴管板，以使得所述水冷系统对每个电池单体的所述两个相对侧面进行冷却。

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