CN114927793A - 液冷板及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液冷板，包括；冷板主体，所述冷板主体限定有沿其长度方向延伸的总进液流道和总出液流道，所述总进液流道的一端在所述冷板主体上形成进液口，所述总出液流道的一端在所述冷板主体上形成出液口，所述冷板主体还沿其长度方向间隔设置有多个相互独立的冷却区，所述冷却区内限定有曲折的冷却流道，各所述冷却流道的一端与所述总进液流道连通，另一端与所述总出液流道连通；其中，距离所述进液口较远的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积大于距离所述进液口较近的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积。本发明的液冷板能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

Description

液冷板及电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种液冷板及电池包。

背景技术

相关技术中，电池包的冷却方式主要有液冷、冷媒直冷、风冷以及自然冷却等，其中，液冷的冷却方式效率高，适用广，因此，电池包的冷却经常选用液冷的方式，电池包的液冷，一般是制造液冷板对电池包进行冷却，然而，液冷板常常会因为冷却时分流不均导致电池包全局的温差较大，由此影响电池包的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种液冷板，其冷却板的分流均匀，能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

本发明还提出一种具有上述液冷板的电池包。

根据本发明的第一方面实施例的液冷板，包括；冷板主体，所述冷板主体限定有沿其长度方向延伸的总进液流道和总出液流道，所述总进液流道的一端在所述冷板主体上形成进液口，所述总出液流道的一端在所述冷板主体上形成出液口，所述冷板主体还沿其长度方向间隔设置有多个相互独立的冷却区，所述冷却区内限定有曲折的冷却流道，各所述冷却流道的一端与所述总进液流道连通，另一端与所述总出液流道连通；其中，距离所述进液口较远的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积大于距离所述进液口较近的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积。

根据本发明实施例的液冷板，至少具有如下有益效果：冷却介质进入冷板主体后，因为每个冷却区都是独立的，所以距离进液口较远的冷却区中的冷却流道较宽，因此，受到的流阻较小，从而流到各个独立冷却区的冷却流道内的冷却介质流量较为均匀，冷却介质能够均匀的分流至各个冷却区，如此，冷却板的分流均匀，能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述冷却流道包括多个沿所述冷板主体的宽度方向延伸的直流段和用于连通两个所述直流段的迂回流段。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述总进液流道具有两个，所述总出液流道具有一个，沿所述冷板主体的宽度方向，两个所述总进液流道分别设置于所述冷板主体的两侧，所述总出液流道设置于所述冷板主体的中间，其中，各所述冷却区由所述总出液流道分隔为两个对称的子冷却区，所述冷却流道对应各所述子冷却区设置。

根据本发明的一些实施例的液冷板，远离所述进液口的所述子冷却区中的所述冷却流道的数量为两个，两个所述冷却流道对称设置于所述子冷却区长度方向的两侧。

根据本发明的一些实施例的液冷板，两个所述冷却流道中，距离所述进液口较远的所述冷却流道的迂回流段的横截面的面积大于距离所述进液口较近的所述冷却流道的迂回流段的横截面的面积。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述总进液流道具有一个，所述总出液流道具有一个，沿所述冷板主体的宽度方向，所述总进液流道设置于所述冷板主体的一侧，所述总出液流道设置于所述冷板主体的另一侧。

根据本发明的一些实施例的液冷板，远离所述进液口的所述冷却区中的所述冷却流道的数量为两个，两个所述冷却流道对称设置于所述冷却区长度方向的两侧。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述迂回流段的横截面的面积等于所述直流段的横截面的面积。

根据本发明的一些实施例的液冷板，距离所述进液口较远的所述冷却区的所述直流段的数量小于距离所述进液口较近的所述冷却区的所述直流段的数量。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述冷板主体包括第一板和第二板，所述第一板的上表面设置有第一壁部，所述第二板的下表面设置有第二壁部，所述第二板的下表面贴合连接于所述第一板的上表面，以使所述第一壁部和所述第二壁部共同围绕形成所述总进液流道、所述总出液流道和所述冷却流道。

根据本发明的一些实施例的液冷板，所述第一壁部和所述第二壁部中一个包括凹陷部，另一个包括凸起部，所述凸起部和所述凹陷部由铝合金型材挤压形成。

根据本发明的第二方面实施例的电池包，包括第一方面实施例中任一项所述的液冷板。

根据本发明实施例的电池包，至少具有如下有益效果：电池包具有液冷板，液冷板能够降低电池包内各个电池模组之间的温差，因此，电池包的散热效果好。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明的一个实施例的液冷板的示意图；

图2为本发明的一个实施例的液冷板的第一板的示意图；

图3为本发明的一个实施例的液冷板的第二板的示意图；

图4为本发明的另一个实施例的液冷板的示意图；

图5为本发明的另一个实施例的液冷板的第一板的示意图；

图6为本发明的另一个实施例的液冷板的第二板的示意图。

附图标记：

总进液流道100、总出液流道200、进液口300、出液口400；

冷却区500、子冷却区510；

冷却流道600、直流段610、迂回流段620、倒圆部630、第一分割部640、第二分割部650、子直流段660、子迂回流段670；

第一板700、第一壁部710、第二板800、第二壁部810；

固定孔900。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述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，仅用于解释本发明，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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

相关技术中，电池包的液冷系统易出现各液冷板冷却效果相差甚大的情况，主要原因是各冷却板分流不均导致的。进一步地，在保证各液冷板冷却面积相近的前提下，过小的流道宽度不可避免地造成该流道的流阻激增，因为各个流道的流阻不一致，导致各液冷板在受到电池包的传热后，散热效果不一，导致电池包全局的温差较大，由此影响电池包的使用寿命，具体来说，就是随着电池包内的电池温度的升高，电池的内阻会显著的降低，因此在放电的过程中温度高的单体电池电流就会明显高于温度较低的电池，这就造成电池温度高的电池的衰降速度显著高于温度低的电池，由此，电池包的使用寿命收到影响，因此，本申请的申请者们提出了如下的液冷板。

请参照图1，在一些实施例中，液冷板包括；冷板主体，冷板主体限定有沿其长度方向延伸的总进液流道100和总出液流道200，总进液流道100的一端在冷板主体上形成进液口 300，总出液流道200的一端在冷板主体上形成出液口400，冷板主体还沿其长度方向间隔设置有多个相互独立的冷却区500，冷却区500内限定有曲折的冷却流道600，各冷却流道600 的一端与总进液流道100连通，另一端与总出液流道200连通；其中，距离进液口300较远的冷却区500中的冷却流道600的横截面的面积大于距离进液口300较近的冷却区500中的冷却流道600的横截面的面积。

冷板主体的冷却区500的横截面积，可以根据电池包中电池模组的分布来设置大小，即电池模组多的部分冷却区500面积较大，电池模组少的部分冷却区500面积较小，进一步地，随着冷却区500距离进液口300的距离越来越远，不同的冷却区500内的冷却流道600的横截面的面积越来越大。如此，通过调节液冷板的冷却区500的面积也可以实现降低电池包内各个电池模组之间的温差。例如，冷却介质进入到液冷板中，需要进液口300，因此，进液口300可以设置在液冷板的一端，之后向冷板主体加入冷却介质，冷却介质可以是水或者其他混合物，其具有快速导热的效果，进一步地，冷却介质进入冷板主体后，由于每个冷却区 500都是独立的，所以冷却介质流过距离进液口300较远的冷却区500中时，该冷却区500的阻力较大一些，因此，该冷却区500的冷却流道600较宽，使冷却介质受到的流阻较小，从而流到各个冷却区500的冷却流道600内的冷却介质流量较为均匀，冷却介质能够均匀的分流至各个冷却区500，如此，冷却板的分流均匀，能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

其中，曲折的冷却流道600可以是蛇形的，蛇形可以在冷却区500内蜿蜒设置，最大化流过冷却区500的各个角落和区域，以给电池包带来较好的散热效果。

进一步地，请参照图1，在一些实施例中，总进液流道100具有两个，总出液流道200具有一个，沿冷板主体的宽度方向，两个总进液流道100分别设置于冷板主体的两侧，总出液流道200设置于冷板主体的中间，其中，各冷却区500由总出液流道200分隔为两个对称的子冷却区510，冷却流道600对应各子冷却区510设置。

为了将液冷板匹配不同的电池包，冷板主体的总进液流道100和总出液流道200是可以根据实际情况调节的，比方说电池包的电池模组是以一排来设置的，并且每一排的电池模组是两个小的电池模组并列的，因此，沿冷板主体的宽度方向，两个总进液流道100分别设置于冷板主体的两侧，总出液流道200设置于冷板主体的中间，进一步地，可以沿冷板主体长度方向将总进液流道100延伸，以此两个总进液流道100连通，如此，就可以在冷板主体的一端设置两个进液口300方便加入冷却介质，然后冷却介质通过流道进入到冷板主体两侧的总进液流道100，之后，冷却介质可以在各个冷却区500的冷却流道600流动，最后汇总于总出液流道200流出，两个进液口300和一个出液口400都可以设置在冷板主体的一端，适配电池包。

进一步地，根据上述的总进液流道100和总出液流道200的设置，可以相应的将冷却区 500分为两个对称的子冷却区510，每个独立的子冷却区510都能带来较好的散热效果。

进一步地，请参照图2，在一些实施例中，远离进液口300的子冷却区510中的冷却流道600的数量为两个，两个冷却流道600对称设置于子冷却区510长度方向的两侧。例如，以总出液流道200为中心，子冷却区510有两个，其中两个子冷却区510都可以设置有两个冷却流道600，参照图4，在一些实施例中，两个冷却流道600对称设置于冷却区500长度方向的两侧。冷却介质可以流通更多的流道，以此实现相同的散热效果，降低电池包内各个电池模组之间的温差。

进一步地，请参照图1，在一些实施例中，因为一个子冷却区510具有两个冷却流道600，为了实现两个冷却流道600分流均衡，以均衡两个冷却流道600区域的温度，可将同一个子冷却区510中两个冷却流道600中距离进液口300较远的冷却流道600的迂回流段620的横截面的面积设置的较大一些。

进一步地，请参照4，在一些实施例中，总进液流道100具有一个，总出液流道200具有一个，沿冷板主体的宽度方向，总进液流道100设置于冷板主体的一侧，总出液流道200设置于冷板主体的另一侧。

在液冷板的进液口300和出液口400接上一个管道，可以很好的对液冷板内输入冷却介质，为了将液冷板匹配不同的电池包，冷板主体的总进液流道100和总出液流道200是可以根据实际情况调节的，比如当电池包的电池模组比较大，并且是长条形时，沿冷板主体的宽度方向，总进液流道100设置于冷板主体的一侧，总出液流道200设置于冷板主体的另一侧，因此，冷却介质进入进液口300后，从冷板主体的一侧依次进入到各个冷却区500，然后在曲折的冷却流道600中流动，最后汇总到冷板主体另一侧的总出液流道200，从出液口400 流道流出。

参照图1，在一些实施例中，冷却流道600包括多个沿冷板主体的宽度方向延伸的直流段610和用于连通两个直流段610的迂回流段620。例如，为了减小了流道的流阻和调节液冷板冷却区500的面积的大小，以降低进液口300和出液口400之间的压降调节，特意在冷却流道600中，设置了迂回流段620。

进一步需要说明的是，迂回流道的定义是冷却流道600中的直流段610平行于总进液流道100的部分，即沿冷板主体的长度方向，迂回流道和总进液流道100平行，直流段610的定义是冷却流道600中的直流段610垂直于总进液流道100的部分，即沿冷板主体的长度方向，直流段610和总进液流道100平行。

进一步地，参照图1和图4，在一些实施例中，在独立的冷却区500内，为了方便工作人员加工液冷板，以及平衡各冷却区500内冷却介质在冷却流道600的流速，因此，相邻的直流道610的横截面的面积相同，也即相邻的直流道610的宽度可以是相同的，以及，相邻的迂回流道620的横截面的面积相同，也即相邻的迂回流道620的宽度也可以是相同的，进一步地，各个迂回流段620的横截面的面积可以等于各个直流段610的横截面的面积，也即，各个迂回流段620的宽度等于各个直流段610的宽度，各冷却区500内的冷却流道600的横截面的面积不随距离进液口300的远近改变。

进一步地，参照图1和图4，在一些实施例中，迂回流段620的横截面的面积大于直流段610的横截面的面积。例如，冷却流道600的迂回流段620的横截面的面积，也即迂回流道620的宽度，增大迂回流道620的宽度可以降低流阻和增大接触面积，进一步地，本申请的申请者们通过实验，以总进水口流量为10L/min，以及各个冷却区500迂回流段620的横截面的面积设置为大于直流段610的横截面的面积为例，各个冷却区500的实际流量分别为：0.022Kg/s、0.021Kg/s、0.023Kg/s、0.027Kg/s、0.028Kg/s、0.028Kg/s、0.029Kg/s；结果与理论所需流量的偏差仅为-13％、-16％、-12％、5％、11％、10％、14％。可见通过调整各冷却区500的迂回流段620的横截面的面积，即迂回流段620的宽度，能够改变液冷板的流道流阻，来实现各冷却区500均流均温的效果。

参照图1，在一些实施例中，距离进液口300较远的冷却区500的直流段610的数量小于距离进液口300较近的冷却区500的直流段610的数量。例如，根据冷却区500和进液口300的距离远近，冷却区500可以有四个，四个冷却区500中从距离进液口300最近的冷却区500开始，直流段610可以是九段、七段、五段、三段，相应的，距离进液口300的距离越远，直流段610依次减少，冷却流道600的横截面的面积也即冷却流道600的宽度越来越大，如此，冷却介质能够在每个冷却区500内最大化的流动，以此带走电池包更多的热量，同时冷却板能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

虽然上述以冷却区500可以有四个、直流段610可以是九段、七段、五段、三段作了说明，但是不局限于此，在此并不做具体的限制，这里就不再一一赘述了。

参照图1和图4，在一些实施例中，迂回流段620和直流段610的连接处设置有倒圆部 630。例如，冷却区500包括两个互相独立的子冷却区510，两个子冷却区510包括两个冷却流道600，两个冷却流道600和进液口300之间存在一定距离，为进一步调节两个冷却流道600的分流效果，可以适当地调整较远处的冷却流道600，比如迂回流段620和直流段610的连接处设置倒圆部630，以此降低子冷却区510的流阻。

参照图4，在一些实施例中，远离进液口300的冷却流道600中的直流段610设置有第一分割部640，第一分割部640沿直流段610的长度方向延伸设置，第一分割部640将直流段610分割为多个子直流段660。例如，根据冷却区500和进液口300的距离远近，冷却区 500可以有四个，四个冷却区500中距离进液口300最远的冷却区500，可以想到的是，该冷却区500内的冷却流道600的直流段610宽度是最大的，因此可以采用分流的方法增加直流段610的数量，但是不改变直流段610的总宽度，比如第一分割部640将直流段610分割为两个子直流段660或者三个子直流段660，如此，两个子直流段660或者三个子直流段600 加起来的宽度是等于直流段610的宽度的，而且，由于子直流段660的数量较多，可以适当的减小流阻，如此，冷却介质能够在每个冷却区500内最大化的流动，以此带走电池包更多的热量，同时冷却板能够降低电池包内各个电池模组之间的温差。

参照图4，在一些实施例中，远离进液口300的冷却流道600中的迂回流段620设置有第二分割部650，第二分割部650将迂回流段620分割为多个子迂回流段670。例如，根据冷却区500和进液口300的距离远近，冷却区500可以有四个，四个冷却区500中距离进液口300最近的冷却区500，该冷却区500设置有第二分割部650，第二分割部650将较宽的迂回流段620分割为两个子迂回流段670，以此两个子迂回流段670的宽度较小，可以和直流段 610的宽度相同，进一步地，通过调节迂回流段620的宽度，从而调节流道流阻，以实现均衡电池包的模组温度的目的。

参照图2和图3，在一些实施例中，冷板主体包括第一板700和第二板800，第一板700 的上表面设置有第一壁部710，第二板800的下表面设置有第二壁部810，第二板800的下表面贴合连接于第一板700的上表面，以使第一壁部710和第二壁部810共同围绕形成总进液流道100、总出液流道200和冷却流道600。冷板主体可以是一体化的，并且第一板700和第二板800上设置多个固定孔900，将固定孔900连接后，除去第一壁部710和第二壁部810共同围绕形成总进液流道100、总出液流道200和冷却流道600，其余部分都是无缝贴合的。冷却主板采用第一板700和第二板800连接组成，能够方便工作人员制成，提高工作效率。

参照图5和图6，在一些实施例中，第一壁部710和第二壁部810中一个包括凹陷部，另一个包括凸起部，凸起部和凹陷部由铝合金型材挤压形成。例如，第一板700的第一壁部710可以是凸起部，相邻的凸起部之间可以限定形成冷却流道600，并且凸起部由第二板800无缝贴合，其中，第一板700的部分第一壁部710也可以是凹陷部，如此，凸起部和凹陷互相配合，更容易形成冷却流道600，且冷却流道600的流段相互独立，不会使冷却介质从一个流段流动到另一个流段，影响液冷板降低电池包温差的效果。

进一步地，在一些实施例中，电池包包括上述一些实施例中任一项的液冷板。例如，电池包具有液冷板，液冷板能够降低电池包内各个电池模组之间的温差，因此，电池包的散热效果好。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (12)

1.液冷板，其特征在于，包括；

冷板主体，所述冷板主体限定有沿其长度方向延伸的总进液流道和总出液流道，所述总进液流道的一端在所述冷板主体上形成进液口，所述总出液流道的一端在所述冷板主体上形成出液口，所述冷板主体还沿其长度方向间隔设置有多个相互独立的冷却区，所述冷却区内限定有曲折的冷却流道，各所述冷却流道的一端与所述总进液流道连通，另一端与所述总出液流道连通；

其中，距离所述进液口较远的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积大于距离所述进液口较近的所述冷却区中的所述冷却流道的横截面的面积。

2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述冷却流道包括多个沿所述冷板主体的宽度方向延伸的直流段和用于连通两个所述直流段的迂回流段。

3.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述总进液流道具有两个，所述总出液流道具有一个，沿所述冷板主体的宽度方向，两个所述总进液流道分别设置于所述冷板主体的两侧，所述总出液流道设置于所述冷板主体的中间，其中，各所述冷却区由所述总出液流道分隔为两个对称的子冷却区，所述冷却流道对应各所述子冷却区设置。

4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，远离所述进液口的所述子冷却区中的所述冷却流道的数量为两个，两个所述冷却流道对称设置于所述子冷却区长度方向的两侧。

5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，两个所述冷却流道中，距离所述进液口较远的所述冷却流道的迂回流段的横截面的面积大于距离所述进液口较近的所述冷却流道的迂回流段的横截面的面积。

6.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述总进液流道具有一个，所述总出液流道具有一个，沿所述冷板主体的宽度方向，所述总进液流道设置于所述冷板主体的一侧，所述总出液流道设置于所述冷板主体的另一侧。

7.根据权利要求6所述的液冷板，其特征在于，远离所述进液口的所述冷却区中的所述冷却流道的数量为两个，两个所述冷却流道对称设置于所述冷却区长度方向的两侧。

8.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述迂回流段的横截面的面积等于所述直流段的横截面的面积。

9.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，距离所述进液口较远的所述冷却区的所述直流段的数量小于距离所述进液口较近的所述冷却区的所述直流段的数量。

10.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述冷板主体包括第一板和第二板，所述第一板的上表面设置有第一壁部，所述第二板的下表面设置有第二壁部，所述第二板的下表面贴合连接于所述第一板的上表面，以使所述第一壁部和所述第二壁部共同围绕形成所述总进液流道、所述总出液流道和所述冷却流道。

11.根据权利要求10所述的液冷板，其特征在于，所述第一壁部和所述第二壁部中一个包括凹陷部，另一个包括凸起部，所述凸起部和所述凹陷部由铝合金型材挤压形成。

12.电池包，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的液冷板。

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