CN115939604A - 一种微通道液冷电池组散热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微通道液冷电池组散热装置，包括微通道液冷系统及其上方的动力电池组，液冷系统包括三块内部贯穿微通道的液冷板和三个连通管，每块微通道冷板正上方布置八个固定间距的单体电池，所述微通道液冷板上设有硅胶垫，所述硅胶垫上侧与电池模组相连接。冷却液流经第一、二微通道冷板后汇聚流经第三微通道冷板，第三微通道冷板中冷却液流速增加，极大地强化流程末端的换热能力，达到改善蛇形流向液冷装置的散热效果，有效提升电池组温度均匀性，为蛇形类液冷装置的散热方式提供参考。
Description
技术领域：
本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及微通道液冷动力电池组。
背景技术：
近年来，能源与环境问题备受关注使电动汽车的发展获得了新的生机。作为电动汽车的主要动力来源，动力电池的优劣决定了电动汽车的行驶里程、安全性和使用寿命。但温度对电池组的性能产生显著影响。电池组如果不采取相应的散热措施，将导致电池充放电性能衰减、加速老化，甚至出现热失控或爆炸。因此，电池液冷系统的优化设计研究对提高动力电池的使用寿命，使电池在安全的温度下对外输出最大功率，具有重要意义。
目前，现有蛇形微通道液冷装置中，通过增加冷却路程从而取得较好冷却效果，但冷却液带走电池温度的同时在通道内的温度是呈上升趋势，往往后半程的冷却效果不是十分理想，电池组的整体温度下降的同时也忽视了另一个关键指标：电池组的温差。
因此，亟需一种后程增加冷却液流速能够改善散热性能的蛇形类液冷散热装置进而改善电池组的温度均匀性。
发明内容：
基于以上所述，本发明的目的在于提出一种后程增加冷却液流速能够显著改善散热性能的蛇形类液冷散热装置进而改善电池组的温度均匀性。
为达上述目的，本发明提出一种微通道液冷电池组散热装置，包括：
三组并列排布的电池竖直布置在三块微通道液冷板上，
所述三块微通道液冷板由长方体水管连通，
所述三块液冷板设计成冷板内贯穿固定间隔的微通道的液冷散热装置。
可选地，所述长方体水管包括连接于第一、二微通道液冷板的进水管，连接于第三微通道液冷板的出水管和连接于第一、二、三微通道液冷板的连通管。
所述液冷装置进液口为入水管的截面，出液口为出水管的截面。
可选地，所述水平放置的长方体水管中心平面与微通道液冷板中心平面相一致。
所述相邻液冷板间距相同。
可选地，所述微通道液冷板内贯穿固定间隔的微通道，在微通道液冷板内较为均匀分布。
所述冷却液流经微通道方向的截面为正方形。
可选地，所述三组电池，每组电池为8个间距为定值的电池单体组成。
所述相邻单体电池间设置有均温冷板，均温冷板与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
可选地，所述每组电池竖直布置在微通道液冷板上且每组电池在液冷板长度和宽度方向均对称布置。
可选地，所述每组电池与液冷板长度方向的边缘有一定距离，有效避免与入水管、出水管和连通管距离过近导致外侧电池过度冷却，进而影响液冷装置均温效果。
可选地，所述微通道液冷板与电池组间设置导热垫。均温冷板与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
可选地，所述微通道液冷板内流经冷却介质，所述冷却介质为乙二醇水溶液。
可选地，所述冷却液先流经第一、二微通道液冷板，冷却第一、二组电池后汇聚到连通管中，然后以较高流速流经第三微通道液冷板，最后经出水管流出。
本发明的有益效果在于：
(1)流经第一、二微通道液冷板的冷却液汇聚连通管，以高流速流经第三微通道液冷板，通过后程增加冷却液流速能够显著改善蛇形类液冷散热装置的散热性能，并结合单体电池间的均温冷板，有效提升锂离子动力电池组的温度均匀性。
(2)冷板内贯穿固定间隔的微通道，进一步增强液冷装置的换热效率。
(3)微通道液冷板与电池间通过导热垫连接，均温冷板与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合，以上方式能够有效降低接触热阻并增强电池组整体结构强度。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明分解结构示意图；
图2是是本发明装配总成示意图；
图3是本发明的俯视图；
图4是本发明具有微通道后程增加冷却液流速的蛇形类散热装置的结构示意图；
图5是本发明具有微通道后程增加冷却液流速的蛇形类散热装置局部放大图；
图6是本发明具有微通道后程增加冷却液流速的蛇形类散热装置的俯视图；
图中：1电池组、2微通道液冷装置、3入水管、4出水管、5连通管、6微通道液冷板、7、微通道、8冷却液入口、9冷却液出口、10均温冷板、11导热垫、12第一微通道液冷板、13第二微通道液冷板、14第三微通道液冷板。
具体实施方式：
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“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”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参见图1至图6，本发明提出一种后程增加冷却液流速能够显著改善散热性能的蛇形类微通道液冷散热装置2，包括三组并列排布的电池1竖直布置在三块微通道液冷板6上。所述三块液冷板由长方体水管连通；所述三块液冷板设计成冷板内贯穿固定间隔的微通道7的液冷散热装置2。
本实施例中，长方体水管包括连接于第一、二微通道液冷板的入水管3，连接于第三微通道液冷板出水管4和连接于第一、二、三冷板的连通管5；所述液冷装置进液口为入水管3的截面8，出液口为出水管4的截面9；所述水平放置的长方体水管中心平面与微通道液冷板中心平面相一致；所述相邻液冷板间距相同为50mm，相邻两组电池间距为40mm。
可选地，所述液冷板内贯穿固定间隔的微通道7，在液冷板内较为均匀分布，本实施例中间隔为2mm，每块液冷板内贯穿29个微通道，微通道截面为边长为1mm正方形。
具体地，冷板中的微通道贯穿冷板且在冷板中以相邻间隔为定值均匀排列，最边缘的微通道与冷板边缘距离尽量满足等于微通道间隔的条件，促使微通道冷板散热效果更均匀。
本实施例中，所述三组电池，每组电池为8个间距为定值的电池单体组成。
所述相邻单体电池间设置有均温冷板10，均温冷板与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
所述每组电池竖直布置在微通道液冷板6上且每组电池在液冷板长度和宽度方向均对称布置。
所述每组电池与液冷板长度方向的边缘有一定距离，有效避免与入水管3、出水管4和连通管5距离过近导致外侧电池过度冷却，进而影响液冷装置均温效果。
可选地，所述微通道液冷板6与电池组1间设置导热垫11，均温冷板10与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
本实施例中，均温冷板10的长度宽度与单体电池相一致，厚度为相邻单体间距1mm，通过导热结构胶与电池侧面完美贴合；优选地均温冷板可以选择导热性能更加的材料，或者在其与电池间涂抹导热性能更加的材料，均温冷板10同电池底部连接于带有导热垫的微通道冷板6上，能够进一步改善电池组温度均匀性。
可选地，所述微通道液冷板内流经冷却介质，所述冷却介质为乙二醇水溶液。
本实施例中，所述冷却液先流经第一、二微通道液冷板12、13，冷却第一、二组电池后汇聚到连通管5中，然后以较高流速流经第三微通道液冷板14，最后经出水管4流出。
如上所述的微通道蛇形类液冷散热装置首先流经微通道冷板的数量可以结合电池组的规模适当增加；对于微通道的截面形状也可以作为研究因素，变换成不同截面形状(长方形、圆形)的微通道即可得到不同的散热效果，对于电动汽车行业来说具有广阔的市场前景。
以上仅为本发明的较佳实施方式而己，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微通道液冷电池组散热装置，其特征在于：包括，三组并列排布的电池(1)竖直布置在三块微通道液冷板(6)上；
所述三块微通道液冷板(6)由长方体水管连通；
所述三块微通道液冷板(6)设计成冷板内贯穿固定间隔的微通道的液冷散热装置(2)。
2.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述长方体水管包括连接于第一、二微通道液冷板的入水管(3)，连接于第三微通道液冷板的出水管(4)和连接于第一、二、三微通道液冷板的连通管(5)；
所述液冷装置进液口为入水管(3)的截面(8)，出液口为出水管(4)的截面(9)。
3.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述水平放置的长方体水管中心平面与微通道液冷板中心平面相一致；
所述相邻液冷板间距相同。
4.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述微通道液冷板(6)内贯穿固定间隔的微通道(7)，在微通道液冷板内较为均匀分布；
所述冷却液流经微通道方向的截面为正方形。
5.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述三组电池，每组电池为8个间距为定值的电池单体组成；
所述相邻单体电池间设置有均温冷板(10)，均温冷板与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
6.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述每组电池竖直布置在微通道液冷板(6)上且每组电池在液冷板长度和宽度方向均对称布置。
7.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述每组电池与液冷板长度方向的边缘有一定距离，有效避免与入水管(3)、出水管(4)和连通管(5)距离过近导致外侧电池过度冷却，进而影响液冷装置均温效果。
8.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述微通道液冷板(6)与电池组(1)间设置导热垫(11)，均温冷板(10)与单体电池侧面通过导热结构胶粘连贴合。
9.根据权利要求1所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述微通道液冷板内流经冷却介质，所述冷却介质为乙二醇水溶液。
10.根据权利要求6所述的微通道液冷散热装置，其特征在于：所述冷却液先流经第一、二微通道液冷板(12)、(13)，冷却第一、二组电池后汇聚到连通管(5)中，然后以较高流速流经第三微通道液冷板(14)，最后经出水管(4)流出。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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