CN117096490A - 一种换热板、电池包和车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种换热板、电池包和车辆。该换热板用于电池,包括:流道板,所述流道板包括并排分布的第一换热区和第二换热区,所述第一换热区用于与一个电池组芯体位置对应,所述第二换热区用于与另一个电池组芯体位置对应;所述流道板中设置有流道,所述流道包括第一类流道和第二类流道,所述第一类流道被配置为仅在第一换热区中弯折延伸进行换热,所述第二类流道被配置为穿过所述第一换热区并延伸至第二换热区,所述第二类流道在第二换热区中弯折延伸进行换热;所述流道板中设有分汇流结,所述分汇流结连接在所述流道中,所述分汇流结的两端连接的流道数量不同;所述第一类流道上连接的分汇流结的数量小于所述第二类流道上连接的分汇流结的数量。本申请实施例的一个技术效果在于针对两个换热区布设不同的流道,提高换热均匀性。
Description
技术领域
本申请属于电池组件技术领域,具体地,本申请涉及一种换热板、电池包和车辆。
背景技术
随着人们环保意识的不断增强,越来越多的电动汽车走进了人们的视野。电池作为电动汽车的主要动力组件,对电动汽车的长期稳定运行起着关键的作用。
电池需要在合适的温度条件下进行工作,才能表现出最好的储能和能量释放性能。所以,有必要为电池提供良好的温度控制器材。现有技术中,通常采用口琴管配合水的方式后对电池进行冷却和加热,口琴管具有类似口琴的管路延伸方式,其通常采用从固定的入口通入水流,并从固定的出口将水流排出的方式实现换热。由于流道结构简单,且水存在逐渐升温、换热效果下降的情况,所以,采用口琴管配合水存在不能有效对电池组芯体形成均匀、稳定的换热的情况。
随着电动汽车的逐渐发展,电池组芯体的结构也在逐渐改进以提高性能,相应的,电池组芯体的不同位置的发热情况也有所不同,所需要的换热需求不同。对于该问题,温度控制器材也需要进行改进,以适应逐渐复杂的电池组芯体换热要求。
发明内容
本申请实施例的一个目的是提供一种换热板的新技术方案,能够对具有两组电池组芯体的电池提供均匀的换热。
根据本申请实施例的第一方面,提供了一种换热板,该换热板用于电池,包括:
流道板,所述流道板包括并排分布的第一换热区和第二换热区,所述第一换热区用于与一个电池组芯体位置对应,所述第二换热区用于与另一个电池组芯体位置对应;
所述流道板中设置有流道,所述流道包括第一类流道和第二类流道,所述第一类流道被配置为仅在第一换热区中弯折延伸进行换热,所述第二类流道被配置为穿过所述第一换热区并延伸至第二换热区,所述第二类流道在第二换热区中弯折延伸进行换热;
所述流道板中设有分汇流结,所述分汇流结连接在所述流道中,所述分汇流结的两端连接的流道数量不同;
所述第一类流道上连接的分汇流结的数量小于所述第二类流道上连接的分汇流结的数量。
可选地,所述流道包括至少两条干路和多条支路,所述分汇流结包括一级分汇流结;
所述干路通过一级分汇流结与所述支路连接;
作为第一类流道的支路所连接的一级分汇流结的数量小于作为第二类流道的支路所连接的一级分汇流结的数量。
可选地,作为所述第一类流道的支路的数量小于作为所述第二类流道的支路的数量。
可选地,所述支路包括一级支路和二级支路,所述分汇流结包括二级分汇流结;
通过所述一级分汇流结连接所述干路的支路为一级支路,所述一级支路通过所述二级分汇流结与所述二级支路连接;
作为第一类流道的二级支路所连接的二级分汇流结的数量小于作为第二类流道的二级支路所连接的二级分汇流结的数量。
可选地,作为第一类流道的二级支路的数量小于作为第二类流道的二级支路的数量。
可选地,所述支路包括三级支路,所述分汇流结包括三级分汇流结;
所述二级支路通过所述三级分汇流结与所述三级支路连接;
作为第一类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量小于作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量。
可选地,作为第一类流道的三级支路的数量小于作为第二类流道的三级支路的数量。
可选地,作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量为作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量的二倍。
可选地,所述支路包括四级支路,所述分汇流结包括四级分汇流结;
所述三级支路通过所示四级分汇流结与所述四级支路连接;
作为第一类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量小于作为第二类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量。
可选地,作为第一类流道的四级支路的数量小于作为第二类流道的四级支路的数量。
可选地,作为第二类流道的四级支路的数量为作为第一类流道的四级支路的数量的二倍;
作为第二类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量为作为第一类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量的二倍。
可选地,作为第二类流道的四级支路的数量为16条,作为第一类流道的四级支路的数量为8条。
根据本申请的另一个实施方式,提供了一种电池包,包括:
上述的换热板;
第一电池组芯体和第二电池组芯体,所述第一电池组芯体设置在与所述第一换热区对应的位置处,所述第二电池组芯体设置在与所述第二换热区对应的位置处。
可选地,所述第一电池组芯体与所述第二电池组芯体的大小相同且并排布置。
根据本申请的另一方面,还提供了一种车辆,包括上述换热板,或者,包括上述的电池包。
本申请的一个技术效果在于:对于包含两组电池组芯体的电池,本申请的换热板能够提供均匀的换热性能。本申请的技术方案对流道分布和分流进行了优化,使不通过电池组芯体受到的换热作用更均匀。
通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述,本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例,并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例提供的换热板的整体流道结构示意图;
图2为图1的左上方区域局部示意图;
图3为本申请实施例提供的换热板整体温度分区示意图;
图4为本申请实施例提供的第一换热区的整体流道示意图;
图5为本申请实施例提供的第二换热区的整体流道示意图。
其中:01、第一电池温度区;02、第二电池温度区;03、第三电池温度区;04、第四电池温度区;05、第五电池温度区;06、第六电池温度区;1、第一换热区;11、第一类流道;2、第二换热区;21、第二类流道;3、第一接口;31、第一干路;4、第二接口;41、第二干路;101、一级支路;102、二级支路;103、三级支路;104、四级支路;131、一级分汇流结;132、二级分汇流结;133、三级分汇流结、134、四级分汇流结。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本申请提供了一种用于电池的换热板。该换热板包括流道板。如图1所示,所述流道板1具有两个换热区域,如图1所示,分别为第一换热区1和第二换热区2。第一换热区1和第二换热区2分别用于对应不同的电池组芯体,为不同的电池组芯体、电池模块提供换热。所述流道板1内分布有流道,其中第一换热区1和第二换热区2中均均匀分布有流道。在所述第一换热区1和第二换热区2中均匀分布的流道能够为对应的电池模块提供稳定的热交换。第一换热区1用于对应一组电池组芯体,而第二换热区2用于对应另一组电池组芯体。
所述流道包括第一类流道11和第二类流道21,如图1和图2所示,所述第一类流道11为仅在第一换热区1的流道。第一类流道11仅用于在第一换热区中弯折延伸从而对第一换热区1所对应的电池组芯体进行换热。对于第二换热区2所对应的电池组芯体,第一类流道11不会延伸到与其对应的位置。所述第二类流道21则主要用于对第二换热区2所对应的电池组芯体进行换热。第二类流道21主要位于第二换热区2中弯折延伸,但因为流道排布的设计方式,所以第二类流道21会穿过第一换热区1。
图2为图1的左上角局部放大图,其展示了第一换热区1的上部区域。可见,第一类流道11沿着横向延伸后向下弯折,仅在第一换热区1中分布。而位于图中上部的第二类流道21沿着直线横向延伸,直接延伸至第二换热区。
换热板上具有分汇流结,分汇流结一侧连接的流道数量与另外一侧连接的流道数量不同。通常可以是一对二的分汇流形式,以保证换热工质的流通均匀。分汇流结也可以设计成一对三,或者连续两次一对二的分汇流形式。根据换热工质的流动方向不同,分汇流结能够起到对换热工质进行分流或汇流的作用。所述第一类流道上连接的分汇流结的数量小于所述第二类流道上连接的分汇流结的数量。
本申请的技术方案对于流道的延伸位置和分汇流结进行布局设计,使得流道针对于两块电池组芯体并联的排布方式,从而使得不同换热区均能够受到良好、均匀的换热作用。第一换热区中的分流结数量小于第二换热区中的分流结数量,从而使得第二换热区中流动工质受到的流阻小于第一换热区中流动工质受到的流阻。这样,相对于进出口距离更远的第二换热区能够得到足够的换热工质的补充,第二换热区的流量更大,以弥补换热工质的热损失。本技术方案避免出现一部分换热区接收到的换热工质全部已经在另一个换热区中进行过换热,进而出现后续的换热区无法有效换热的现象。通过将流道分类并使远离于流道出入口的换热区能够直接被分配更多的分汇流结和换热工质,从而使这部分换热区直接接收到新流入的换热工质,实现充分换热,使第一换热区域第二换热区的温度区域相同。
以下部分本申请对可以采用的具体实施方式进行说明。
可选地,所述流道包括至少两条干路和多条支路。所述干路用于直接连接到流道的进出口。所述干路包括至少两条第一干路31和至少两条第二干路41,如图2所示。
所述分汇流结包括一级分汇流结131,所述支路包括一级支路101,所述一级分汇流结131连接于所述干路和所述一级支路101之间。所述一级分汇流结131作为所述干路和所述一级支路101之间的分流或者汇流结构,可以将干路中的工质均分至两个或者多个一级支路101中,以在所述换热板中尽早地将工质进行分散,保证所述换热板中流道分布的密集度以及换热调节的灵活性。
在本申请的技术方案中,作为第一类流道11的支路所连接的一级分汇流结131的数量小于作为第二类流道21的支路所连接的一级分汇流结131的数量,如图2所示。这种设计方式使得更多落到、工质有机会被分往第二换热区2中。第二换热区2相对于第1换热区而言距离接口的位置更远,更不容易实现均匀、有效的换热。
如图1和图2所示,所述换热板包括第一接口3和第二接口4,所述第一接口3和第二接口4作为流道的出入口,供换热工质流入和流出流道。特别的,在本申请的技术方案中,可以根据通入工质的换热功能不同而选择以不同的接口流入流出。例如,在对电池组芯体进行冷却时,可以从第一接口3通入换热工质,最后工质从第二接口4流出。在对电池组芯体进行加热时,可以从第二接口4通入换热工质,最后工质从第一接口3流出。
所述第一干路31与所述第一接口3连接,所述第二干路41与所述第二接口4连接,所述干路将支路与所述第一接口3和第二接口4连通。
具体地,干路为与第一接口3和第二接口4直接连通并且未经过分流和汇流的流道部分,而支路为与干路连通并从干路上分出或者汇合后连通至干路的流道部分。支路的数量大于干路的数量,保证流道21在换热板上的均匀分布,使得第一换热区1和第二换热区2均能得到均匀的换热作用。
可选地,在如图1至图3所示的实施例中,连接在所述第一接口3的第一干路31和连接在所述第二接口4的第二干路41在所述第一换热区1的边缘并列设置。第一干路31和第二干路41集中在第一换热区1,相应的,第一接口3和第二接口4也设置在第一换热区。这种涉及方式有助于在实际应用中对换热板提供换热工质,结构紧凑,便于设置换热板外部的管路。例如在电动汽车中,通过压缩机对换热工质进行传输,将换热工质集中于一处送入换热板。而本申请的流道分布也适配于这种设计方式,在这种接口分布的基础上,仍然能够为不同换热区、不同电池组芯体提供均匀换热。
其中一条第一干路31经过一级分汇流结131之后形成多条支路,这些支路中一部分作为第一类流道11,另一部分作为第二类流道21,如图2所示。而另外一条第一干路31经过分汇流之后也会形成多条支路,这些支路则都作为第二类流道21。另外一条第一干路31经过一级分汇流结131之后形成的支路也作为第二类流道21。由此,作为第二类流道21的支路连接的一级分汇流结131的数量更多,使分出的更多支路能够向第二换热区2延伸。
这种设计方式体现了流道的均均匀换热特点。由于第二换热区2距离干路相对较远,换热工质从干路流出后需要流动较远的距离才能够进入第二换热区2。在这个流动过程中,换热工质难免会在第一换热区1中出现换热,出现热损耗。因此,相对于第一类流道11的数量,第二类流道21的数量相对较多。进一步可选地,作为所述第一类流道的支路的数量小于作为所述第二类流道的支路的数量。
可选地,其中一条第二干路41经过分汇流后能够形成多条支路,这些支路均作为第一类流道11,仅在第一换热区1中延伸。如图2和图3所示,而另外一条第二干路41经过分流后形成的多条支路均作为第二类流道21,延伸去往第二换热区2。由于第一换热区1分布有干路、接口等结构,相对拥挤,所以一条第二干路41分出的支路整体用于第一类流道11,以便在工质回流时能够顺畅的流出。或者,在反向通入具有相变性能的换热工质时,能够有足够的空间容纳更多气态的换热工质。
在图1至图3所示的实施方式中,所述干路包括两条第一干路31和两条第二干路41。如图2所示,其中一条第一干路31经过分汇流之后形成两条支路,这两条支路条作为第一类流道11,另一条支路作为第二类流道21。另一条第一干路31经过分汇流之后形成的支路都作为第二类流道21延伸。类似可选地,如图2和图3所示,对于两条第二干路41而言,其中一条第二干路41经过分汇流之后形成的支路均作为第一类流道11仅在第一换热区1中延伸。而另外一条第二干路41经过分汇流后形成的支路均作为第二类流道21,穿过第一换热区1之后延伸至第二换热区2中,在第二换热区中弯折延伸,实现对第二换热区2对应的电池组电芯进行换热。
特别地,本申请的技术方案可以针对于具有如下发热特点的电池组芯体。如图3所示,两组电池组芯体比邻设置,会造成不同的区域发热量不同的情况。图1和图3所示的换热板用于设置在两组电池组芯体上,覆盖整个发热区域。其中,第一换热区1分为第一电池温度区01、第二电池温度区02和第五电池温度区05。第五电池温度区05位于第一电池温度区01和第二电池温度区02之间。这部分区域对应一组电池组芯体的发热区域,电池组芯体的中间区域发热较少,两端区域因为需要作为电连接点、连接电路板等,发热量更高。第一接口3和第二接口4则并排设置在所述第二电池温度区02的边缘,可见,第一接口3和第二接口4位于整个换热板的一端。
第二换热区2则分为第四电池温度区04、第三电池温度区03和第六电池温度区06。第六电池温度区06位于第四电池温度区04和第三电池温度区03之间。与第一换热区1对应的电池组芯体相似的,第二换热区2对应的电池组芯体具有相似的发热特点,两端发热量高,中间发热量低。
干路经过各类分汇流和延伸方式,使得支路向两个换热区中的不同温度区延伸。
在一种具体的实施例中,如图2和图4所示,一条第一干路31连接有一级分汇流结,该一级分汇流结经过分出一支横向延伸的、作为第一类流道11的一级支路101,即图4中标黑的一级支路101。并且在分流的另一侧立即再形成一次分流,分出两条横向延伸的、作为第二类流道2的二级支路102。从图4中呈现为从第一干路31上形成一分三的结构。一级支路101最先分出,其中的换热工质相对较多,也就是一级分汇流结可以将第一干路中的工质一部分分给一级支路,以供给第一换热区1的换热。剩余的部分分流成两支二级支路102,以供给第二换热区2的换热。一级分汇流结用于控制各个支路中工质流量的均衡性。
可选地,所述分汇流结还包括二级分汇流结132,所述支路包括二级支路,所述二级分汇流结132连接于所述一级支路与所述二级支路之间。所述二级分汇流结132作为所述一级支路和所述二级支路之间的分流或者汇流结构,可以将一级支路中的工质均分至两个或者多个二级支路中,以在所述换热板中将工质进行分散,保证所述换热板中流道分布的密集度以及换热调节的灵活性。
可选地,所述二级支路设置有至少2条。也就是二级分汇流结132可以将一级支路中的工质均分至2个、3个或者更多个二级支路中,保证所述流道21在所述换热板中分布的密集度。
如图2和图4所示,作为第一类流道11的二级支路102所连接的二级分汇流结132的数量小于作为第二类流道21的二级支路102所连接的二级分汇流结132的数量。位于图4左上方处,作为第二类流道21的四条二级支路102连接有左侧的两个二级分汇流结132。而在图4的右上方,作为第一类流道11的两条较短的二级支路102连接有一个位于其上方的二级分汇流结132。
可选地,在这种设计形式下,若二级分汇流结132均采用一分二的形式,则作为第二类流道21的二级支路102为四条,而作为第一类流道11的二级支路102为两条。两类二级支路的数量存在明显差异,这进一步使得延伸进入第二换热区2的流道数量更多,起到更好的均温作用。
在一种具体的实施例中,如图4所示,标黑的作为一条第一类流道1的一级支路101在靠近第一换热区1的右侧的位置,连接有二级分汇流结。所述二级分汇流结的一端连接有一条所述一级支路,所述二级分汇流结的另一端连接有2条二级支路。在该实施方式中,二级分汇流结紧接着又进行了一次分流,将两条二级支路分成了四条三级支路103。这四条三级支路均作为第一类流道11。二级分汇流结可以将一级支路中的工质均分至2个二级支路或者四个三级支路中,以便于控制级支路中工质流量的均衡性。
如上所述,可选地,所述支路还包括三级支路103,如图4和图5所示。所述分汇流结则包括三级分汇流结133。所述二级支路102通过所述三级分汇流结133与所述三级支路103连接。通过进一步的分汇流,更多的支路能够更有效的将换热工质均匀分配到换热板上,并且能够有效起到快速分散,减少热量损耗的效果。
如图4所示,用作第一类流道11的三级支路103共有4条。其连接有两个三级分汇流结133。该实施方式中的三级分汇流结133均采用一分二的结构形式。而如图5所示,用于第二换热区2的二级支路102即有4条。经过其所连接的四个三级分汇流结133,能够分成8条三级支路103,其分别位于第二换热区2的左右两侧边缘处。
优选地,作为第一类流道11的三级支路103所连接的三级分汇流结133的数量小于作为第二类流道21的三级支路103所连接的三级分汇流结133的数量。在图4和图5所示的实施方式中,两者呈二倍的关系。三级分汇流结133的倍数关系和三级流道103的倍数关系均为二倍。
这种设计方式对于位置较远的第四电池温度区04和第三电池温度区03能够有效地提供换热工质。这些换热工质相对于现有技术而言能够大幅减少流动过程中的换热损耗,尽量提高其对第四电池温度区04和第三电池温度区03的换热作用。而且,分出的大量三级支路103有利于在这两个区域提高热交换效率,避免更多损耗。
可选地,所述分汇流结还包括更低级的分汇流结,这些分汇流结用于在所述换热板中将工质进行分散,保证所述换热板中流道分布的密集度以及换热调节的灵活性,使工质尽量均匀的分配到换热区中的各个位置。
如图4所示,进一步地,对于位于第一换热区1的支路,四条三级支路103经过一段延伸后,位于图4的左下角位置,再连接有一组四级分汇流结132,其将四条三级支路103分为8条四级支路104。这种分汇流设计一方面为了换热工质能够更均匀的流动到各个区域,另一方面也考虑到换热工质产生相变后体积会发生明显变化,利用分汇流结,改变并联的流道数量,有助于容纳换热工质。
特别地,在本申请的技术方案中,流道的布置方式针对具有如图3所示的热量特点的电池组芯体,使得这类电池组芯体能够实现良好的换热。以下结合图4和图5对两个换热区的流道分布进行说明。
可选地,如上所述,所述支路包括四级支路104,所述分汇流结包括四级分汇流结134。所述三级支路103通过所示四级分汇流结134与所述四级支路104连接。对图4和图5进行对比,在本申请的优选实施方式中,作为第一类流道11的四级支路104所连接的四级分汇流结134的数量小于作为第二类流道21的四级支路104所连接的四级分汇流结134的数量。
当然,在其他可选实施方式中,由于流道已经经过多级分流。如果流道板的面积相对较小,也可以只对其中一部分支路做进一步分流,而其它三级支路不再分流。这样,也有可能出现在第一换热区和第二换热区中的四级支路的数量相同的情况。对于其它等级的支路和分汇流结,也有可能出现数量相同的情况。本方案的优选实施方式为这种电池组芯体排布的电池,提供了第二换热区的低等级流道数量明显大于第一换热区的低等级流道数量的技术特点。
如图4所示,经过左下角位置的四个四级分汇流结134,在第一换热区1中,共形成8条四级支路104。相对的,在图5所示的第二换热区中中,第四电池温度区04和第三电池温度区03中分别具有的四条三级支路103经过各自连接的共8个四级分汇流结134,形成了共16条四级支路。这种流道分布形式能够非常有效的使第二换热区2的工质流阻小于第一换热区1的工质流阻。进而使第二换热区2的流量大于第一换热区的流量,以弥补换热介质的热损失,使第一换热区和第二换热区的温度趋于相等。
如图4所示,在第一换热区1中,标黑的一级支路101用作第一类流道11,其从第二电池温度区02横向延伸穿过第五电池温度区05后直接延伸至第一电池温度区01。由于第一电池温度区01在工作时对应的电池温度更高,所以在需要冷却的情况下,冷却工质从第一接口3流入流道后,能够通过上述一级支路101尽快达到温度加高的第一电池温度区01。
可选地,如图4所示,在第一电池温度区01中,上述一级支路101经过连续两次分汇流后,形成了四条三级支路103。该分汇流结将一级支路101中的具有较高换热效能的工质尽快分散为四路,从而能够更好的在第一电池温度区01中换热。同时,四条三级支路103在第一电池温度区01中沿着纵向延伸,流经大部分第一电池温度区01,以便实现换热。其后,这四条三级支路103换向并沿着横向穿过第五电池温度区,并延伸回到第二电池温度区02中。第二电池温度区02对应的电池组芯体区域同样产热较多,所以,本方案在相对拥挤的第一换热区1中将流道布置成,经过第一电池温度区01后尽快延伸到第二电池温度区02,以便实现换热。特别的,如图4所示,在第二电池温度区02的左下角位置,四条三级支路再次进行分汇流,形成八条四级支路104。由于换热工质已经在第一电池温度区01中进行了换热,换热效率有所降低。所以,为了能够更好的在第二电池温度区02中换热,此处将三级支路103再次分流,强化换热效率。这样,在第一换热区1中,通过对一级支路101、三级支路103、四级支路104的布置,能够对第二电池温度区02和第一电池温度区01实现良好的换热效果。
可选地,对于八条四级支路104,如图4所示,其可以在第二电池温度区中沿纵向延伸,以占据大部分第二电池温度区02,之后横向延伸进入第五电池温度区05。八条所述四级支路104在所述第五电池温度区05中弯折延伸,从而占据第五电池温度区05的大部分区域,实现对低温区域的换热。从冷却角度讲,第五电池温度区05的换热需求较少,相应的,从第一接口3流入的冷却工质最后流经该区域,充分利用换热效能。
八条四级支路104在靠近所述第一电池温度区的位置,也即如图4所示的、第五电池温度区05的右侧区域进行两次分汇流,汇合成两条二级支路102。这两条二级支路102中的换热工质已经基本完成了热交换,流道引导向第二接口4的位置延伸,引导工质流出换热板。两条所述二级支路102横向延伸回到第一电池温度区02并与一条所述第二干路41连接,进而连接到第二接口4。
通过以上流道布置,能够有效为第一换热区1对应的电池组芯体提供换热。以上举例均以冷却情况为例。而在需要对电池组芯体进行加热的情况下,本方案的流道板也可以发挥优秀的换热作用。用于加热的工质可以从第二接口4流入,反向流动使其优先流经第五电池温度区05,对低温区域实现加热。而后,八条四级支路104能够将加热工质引导至第二电池温度区02,经过分汇流结后,四条三级支路103再将加热工质引导至第一电池温度区01。这样,发热较高的区域后接受换热工质的加热,利用换热工质余下的换热效能。
由此,本方案提供的换热板能够对第一换热区1提供良好的换热性能,针对不同温度区域的特点布设流道,尽量提高换热工质的换热效能利用率。
对于第二换热区2,其包括了第四电池温度区04、第三电池温度区03和第六电池温度区06。所述第六电池温度区06位于所述第四电池温度区04和第三电池温度区03之间。在如图4和5所示的技术方案中,第四电池温度区04与第一电池温度区01相互比邻。也即,如图3所示,两个换热区相互比邻。
所述第二换热区2的流道布置方式,如图4所示,一条第一干路31经过连续两次分汇流后形成了两条作为第二类流道21的二级支路。这两条二级支路为图4中标黑的一级支路101上方的第三条和第四条支路。在此基础上,如图4和图5所示,这两条二级支路102一直横向延伸,使流道尽快穿过整个第一换热区1和第二换热区的第四电池温度区04和第六电池温度区06,之后进入到第三电池温度区03。第三电池温度区03距离第一接口3最远,不容易被执行换热。在这种情况下,本方案通过设计两条直接从第一干路31分出的二级支路102,使这两条二级支路102沿着尽量短的距离、尽量少换热的位置直接延伸至第三电池温度区03,使其中的换热工质能够尽快的直接流道第三电池温度区03中。
进一步地,这两条二级支路102在如图5所示的右上方位置进行分汇流,进而形成四条三级支路103。这四条三级支路103用于对第三电池电池高热区03进行更有效、均匀的热交换,使该距离接口最远的区域能够得到有效换热处理。
另一方面,对于同样远离接口的第四电池温度区04,也需要布设便于其换热的流道。如图4所示,如上所示,有一条第一干路31经过分汇流后形成了一条作为第一类流道11的一级支路101,以及两条作为第二类流道21的二级支路102。这两条二级支路102为图4中标黑的一级支路101上方的两条支路。在此基础上,如图5所示,这两条二级支路102横向延伸穿过整个第一换热区1,并且延伸到第四电池温度区04。与上一组延伸至第三电池温度区03的两条二级支路相似的,这组延伸至第四电池温度区04的两条二级支路102能够用尽量短的距离、尽量少的换热损失,从第一干路31延伸至第四电池温度区04,从而对该区域进行换热。进一步地,这两条二级支路102在所述第四电池温度区04的左上方进行分汇流,进而形成四条三级支路103,两条二级支路102刚进入第四电池温度区04就进行分汇流形成更多支路,有助于其对第四电池温度区04进行均匀、有效的换热。
可选地,如图5所示,在第三电池温度区03中形成的四条三级支路103沿如图5所述的纵向延伸,占据第三电池温度区03的一部分区域。之后,在如图5所示的第三电池温度区的下部区域,四条三级支路103换向并形成八条四级支路104。这八条四级支路104继续在第三电池温度区03中延伸一段距离,将第三电池温度区03的大部分区域占满,之后弯折延伸进入第六电池温度区。这种设计方式使得第三电池温度区03能够得到有效的换热,之后,换热工质再流入电池组芯体发热较弱的第六电池高热区06。另外,通过进一步分流形成八条四级支路104,这对于已经经过一定换热处理的换热工质能够尽可能发挥剩余的换热效能,提高换热均匀性,使其能够在第六电池高热区06提供足够的换热性能。
上述八条四级支路104在第六电池温度区06中延伸一定距离后,如图5所示,其位于第六电池温度区06的右半部分的下部,其连续进行两次分汇流,形成两条二级支路102,这两条二级支路102用于向第二干路41和第二接口4回流。两条二级支路102向左侧横向延伸穿过所述第四电池温度区04和整个第一换热区。如图4所示,这两条二级支路102在第一换热区1的远离所述第二换热区2的边缘处经过分汇流,与第二干路连接。
可选地,如图5所示,在第四电池温度区04中形成的四条三级支路103沿如图5所述的纵向延伸,占据第四电池温度区04的左半部分区域。之后,在如图5所示的第四电池温度区04的下部区域,四条三级支路103换向并形成八条四级支路104。这八条四级支路104继续在第四电池温度区04中延伸一段距离,将第四电池温度区04的大部分区域占满,之后弯折延伸进入第六电池温度区。与位于第三电池温度区03的八条四级支路相似的,这种设计方式使得第四电池温度区04能够得到有效的换热,之后,换热工质再流入电池组芯体发热较弱的第六电池高热区06。另外,通过进一步分流形成八条四级支路104,这对于已经经过一定换热处理的换热工质能够尽可能发挥剩余的换热效能,提高换热均匀性,使其能够在第六电池高热区06提供足够的换热性能。
进一步可选地,如图5所示,这八条四级支路104可以在第六电池温度区06中弯折延伸一段距离后,在靠左侧的下部区域连续经过两次分汇流,从而形成两条二级支路102。这两条二级支路向左侧横向延伸穿过所述第四电池温度区04和整个第一换热区1。如图4所示,两条二级支路102在第一换热区1的远离所述第二换热区2的边缘处经过分汇流,并与第二干路连接。也即第二电池温度区02的左下侧位置进行分汇流,之后向上延伸并与第二干路41连接。
特别的,在第三电池温度区03中形成的四条三级支路103和八条四级支路104的分部形式,与在第四电池温度区04中形成的四条三级支路103和八条四级支路104的分布形式大致本对称的形式。对称轴可以位于第六电池温度区06的中间位置。这种设计方式有利于第二换热区2整体的散热。
本申请提供的技术方案能够使进入第一换热区1的二级支路的数量小于进入第二换热区2的二级支路的数量,使第二换热区2的工质流量大于第一换热区的流量,以弥补换热介质的热损失,使第一换热区和第二换热区的温度趋于相等。
可选地,所述第一换热区和第二换热区的面积大小相同,也即两者对应的电池组芯体的整体大小基本相同。这种设计有利于提高换热板的换热均温与可靠性,便于实现温度均衡,提高换热工质的热交换利用率。
本申请实施例还提供了一种电池包,包括所述的换热板和电池。所述电池包括第一组电池芯体和第二组电池芯体。所述第一组电池芯体位于第一换热区1,所述第二组电池芯体位于第二换热区2。可选地每组所述电池芯体的两端设置有极柱,对应于各个电池高热区。第一电池组芯体和第二电池组芯体的中间区域对应电池低热区。本技术方案中,通过在换热板中设置针对第一换热区和第二换热区的流道,使得两个换热区的换热性能得到平衡,换热性能更稳定平均。
可选地,所述第一电池组芯体与第二电池组芯体的大小相同,两者结构一致,有利于流道的分布,实现均温热交换。
本申请实施例提供了一种车辆,包括所述的换热板;或,包括所述的电池包。
虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上例子仅是为了进行说明,而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本申请的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。
Claims (15)
1.一种换热板,用于电池,其特征在于,包括:
流道板,所述流道板包括并排分布的第一换热区和第二换热区,所述第一换热区用于与一个电池组芯体位置对应,所述第二换热区用于与另一个电池组芯体位置对应;
所述流道板中设置有流道,所述流道包括第一类流道和第二类流道,所述第一类流道被配置为仅在第一换热区中弯折延伸进行换热,所述第二类流道被配置为穿过所述第一换热区并延伸至第二换热区,所述第二类流道在第二换热区中弯折延伸进行换热;
所述流道板中设有分汇流结,所述分汇流结连接在所述流道中,所述分汇流结的两端连接的流道数量不同;
所述第一类流道上连接的分汇流结的数量小于所述第二类流道上连接的分汇流结的数量。
2.根据权利要求1所述的换热板,其特征在于,所述流道包括至少两条干路和多条支路,所述分汇流结包括一级分汇流结;
所述干路通过一级分汇流结与所述支路连接;
作为第一类流道的支路所连接的一级分汇流结的数量小于作为第二类流道的支路所连接的一级分汇流结的数量。
3.根据权利要求2所述的换热板,其特征在于,作为所述第一类流道的支路的数量小于作为所述第二类流道的支路的数量。
4.根据权利要求2所述的换热板,其特征在于,所述支路包括一级支路和二级支路,所述分汇流结包括二级分汇流结;
通过所述一级分汇流结连接所述干路的支路为一级支路,所述一级支路通过所述二级分汇流结与所述二级支路连接;
作为第一类流道的二级支路所连接的二级分汇流结的数量小于作为第二类流道的二级支路所连接的二级分汇流结的数量。
5.根据权利要求4所述的换热板,其特征在于,作为第一类流道的二级支路的数量小于作为第二类流道的二级支路的数量。
6.根据权利要求4所述的换热板,其特征在于,所述支路包括三级支路,所述分汇流结包括三级分汇流结;
所述二级支路通过所述三级分汇流结与所述三级支路连接;
作为第一类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量小于作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量。
7.根据权利要求6所述的换热板,其特征在于,作为第一类流道的三级支路的数量小于作为第二类流道的三级支路的数量。
8.根据权利要求6所述的换热板,其特征在于,作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量为作为第二类流道的三级支路所连接的三级分汇流结的数量的二倍。
9.根据权利要求6所述的换热板,其特征在于,所述支路包括四级支路,所述分汇流结包括四级分汇流结;
所述三级支路通过所示四级分汇流结与所述四级支路连接;
作为第一类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量小于作为第二类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量。
10.根据权利要求9所述的换热板,其特征在于,作为第一类流道的四级支路的数量小于作为第二类流道的四级支路的数量。
11.根据权利要求10所述的换热板,其特征在于,作为第二类流道的四级支路的数量为作为第一类流道的四级支路的数量的二倍;
作为第二类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量为作为第一类流道的四级支路所连接的四级分汇流结的数量的二倍。
12.根据权利要求11所述的换热板,其特征在于,作为第二类流道的四级支路的数量为16条,作为第一类流道的四级支路的数量为8条。
13.一种电池包,其特征在于,包括:
权利要求1至12任意一项所述的换热板;
第一电池组芯体和第二电池组芯体,所述第一电池组芯体设置在与所述第一换热区对应的位置处,所述第二电池组芯体设置在与所述第二换热区对应的位置处。
14.根据权利要求13所述的电池包,其特征在于,所述第一电池组芯体与所述第二电池组芯体的大小相同且并排布置。
15.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1至12任意之一所述的换热板,或者,包括权利要求13至14所述的电池包。
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