CN117525724A - 箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，涉及新能源汽车电池液冷系统技术领域，电池箱体框架通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，且泡沫铝夹心底护板由泡沫铝板和底护铝板两部分采用焊接、铆接工艺与电池箱体框架组装而成，实现了从传统的电池箱体和分体式液冷板的安装结构到液冷集成箱体框架和底护板的安装结构的升级，达到了电池箱体技术的低成本化、轻量化、集成化目标，对电池箱体技术的进一步革命性的创新，减少了“液冷集成箱体框架和底护板的安装结构”中螺栓安装结构、密封结构，进一步集成到箱体焊接中去，从而提高零部件集成度减少零部件种类和数量并通过泡沫铝底护板的创新设计实现轻量化。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池液冷系统技术领域，具体为一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统。
背景技术
电动汽车是指以电能为动力源，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的新能源汽车，电动汽车包括：纯电动汽车、混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车，其工作原理是：蓄电池-电流-电力调节器-电动机-动力传动系统-驱动汽车行驶。由于其对环境影响相对传统汽车较小，因而发展前景被广泛看好随着新能源汽车市场占比逐年提升。
电动汽车一直以来是绿色新能源的主导方向，但是由于电动汽车的电能损耗较大，所关系到的电能存储也就是汽车电池则为电动汽车的核心部分，汽车的动能和续航完全依赖于其电池的续航和输出电流，因此对于电动汽车而言，关于汽车电池性能的更新换代是至关重要的，我国电动汽车的动力电池围绕低成本化、轻量化、集成化的工作也从未停歇。
新能源汽车电池主要由四部分组成：一是新能源电池主体，二是用以承托电池和散热的液冷系统，三是用以支撑电池和液冷板的箱体框架；四是用于保护电池和液冷板并同时起强度支撑作用的底护板：
传统的电池液冷板普遍存在的几个问题如下：
传统的电池液冷系统由电池箱体和分体式液冷板的安装结构组成，一体化程度低，且采用液冷集成箱体框架和底护板的安装结构中Pack螺栓安装结构和密封结构，零部件种类和数量较多，拆装工序也较为复杂，而且传统的底护板采用普通碳钢件重量大，汽车负载也较大，为此我们提出一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统。
其次，液冷散热不均，中心处热量高散热慢，主要源于进出水方式，由边侧进水边侧出水，进入液冷板后的冷却液经过蛇形通道，由边缘向也冷板中心处传输，再由中心处向两边传输直至输出，这就导致外圈的热量会由冷却液携带至中心处，而冷却液的吸能量有限，冷却液携带热量途径中心处时，能够吸收中心处的热量有限，本来中心处热量就高于外圈，这样一来导致中心处的热量更无法有效排散。
另外，温度不均会导致电池的性能降低，在炎热的夏季以及电池持续输出下，对于液冷系统的散热需求会增高，而在寒冷的冬季，外界温度较低，同等输出功率下，对于液冷系统的散热需求就会降低，反而需要减缓正常的散热效率起到一定保温的作用，因为温度过低也会对电池供电效率和供电量产生影响，而现有的电池液冷系统无法做到如上述的自适应，也无法使电池始终达到最佳的工作状态。
针对上述问题，急需在原有汽车电池液冷系统的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，具体地本发明的目的在于提供一种箱体、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，以解决上述背景技术提出温度不均会导致电池的性能降低，在炎热的夏季以及电池持续输出下，对于液冷系统的散热需求会增高，而在寒冷的冬季，外界温度较低，同等输出功率下，对于液冷系统的散热需求就会降低，反而需要减缓正常的散热效率起到一定保温的作用，因为温度过低也会对电池供电效率和供电量产生影响，而现有的电池液冷系统无法做到如上述的自适应，也无法使电池始终达到最佳的工作状态的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，包括电池箱体框架、液冷板上板、液冷板下板和泡沫铝夹心底护板，所述电池箱体框架包括铝型材拼接框架、铸铝框架、冲压钣金拼接框架和辊压钢拼接框架，且电池箱体框架通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，所述集成泡沫铝护板的液冷板由液冷板上板、液冷板下板和泡沫铝夹心底护板几部分组成并通过焊接和胶结形成，所述液冷板下板贴合设置于液冷板上板正下方，且泡沫铝夹心底护板贴合设置于液冷板下板正下方。
优选的，所述液冷板上板的出液口设置于液冷板上板的中心处，且液冷板上板中心处出液口的外侧依次围设有相互贯通且等间距扩开的方形液冷板主流道，所述液冷板主流道每层方形围板的四边均开设有液冷板分流道，且液冷板分流道与内侧方形围板之间安装有热感应式流道变换组件。
优选的，所述液冷板上板和液冷板下板之间的非流道区域采用焊接工艺，且液冷下流道板采用冲压工艺形成，或液冷下盘管依次采用挤出和折弯工艺形成，同一条方形围板边侧的所述液冷板分流道之间共同组成一个斜向的水流通道直接与液冷板上板外檐的环形出液通道相连接。
优选的，所述热感应式流道变换组件包括阻流板、隔流板、第一滑槽、第二滑槽、第一滑杆、第二滑杆、调节杆和热胀冷缩材料，且液冷板分流道所对应的围板表面铰接有阻流板，所述液冷板分流道内侧的围板表面铰接有隔流板，且阻流板和隔流板的内部分别开设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一滑槽和第二滑槽的内部分别滑动设置有第一滑杆和第二滑杆，且第一滑杆和第二滑杆的外端连接有调节杆，所述液冷板分流道内侧围板的内部设置有热胀冷缩材料，且调节杆的一端与热胀冷缩材料的端部固定连接。
优选的，所述第一滑杆通过第一滑槽与阻流板构成卡合式的滑动结构，且第二滑杆通过第二滑槽与隔流板构成卡合式的滑动结构。
优选的，所述液冷板分流道内侧围板的内部开设有与热胀冷缩材料体积相适配的密封腔槽，且热胀冷缩材料填充于密封腔槽的内部，并且液冷板分流道内侧围板的内部开设有对调节杆进行限位支撑的导向槽。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方案中电池箱体框架通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，集成式的泡沫铝底护板同时起到对电芯进行温度调节和保温、防护冲击、隔音减震的作用，且泡沫铝夹心底护板由泡沫铝板和底护铝板两部分采用焊接、铆接工艺与电池箱体框架组装而成，实现了从传统的“电池箱体和分体式液冷板的安装结构”到“液冷集成箱体框架和底护板的结构”的升级，达到了电池箱体技术的低成本化、轻量化、集成化目标，对电池箱体技术的进一步革命性的创新，减少了“液冷、箱体框架和底护板的安装结构”中螺栓安装结构、密封结构，进一步集成到箱体焊接中去，从而提高零部件集成度，减少零部件种类和数量，降低电池负载和生产成本，并通过泡沫铝底护板的创新设计实现轻量化和抗冲击性能的大幅提升。
本方案采用中心处进入冷却液，边沿出液的方式供水，其中中心处出水口可通过隐藏于液冷板上板内部的暗道接至液冷板上板边沿处，对于供水系统的进出水口位置实际并无改变和影响，但是采用了中心出水向外檐扩散的高效散热形式，在低温情况下，或者说在电池的散热需求不高的情况下，冷却液由中心出液口输出，经过矩阵式的方形围板阻流导向后一圈圈向外扩散式传输，使中心处的热量逐步向外圈扩散，此时冷却液在液冷板中路径很长，存留时间较长，换热速率保持正常，因此在电池散热需求不高的情况下，能够实现中心处热量的均匀扩散，使电池中心处和外檐处热量均衡，甚至于说起到一种保温的效果，避免散热过快导致电池脱离最佳的作业温度。
当在高温情况下，或者说在电池散热需求较高的情况下，冷却液由中心出液口输出，而当电池温度升高至一定程度时，液冷板上板的中心处温度是最高的，且温度依次向外传递，因此温度向外依次递减，因此液冷板上板中心处四组环绕式的热胀冷缩材料会最先受到温度影响，当温度足够时，热胀冷缩材料开始在密闭的密封腔槽内发生膨胀，从而使得热胀冷缩材料向外推动对应的调节杆，而调节杆在液冷板分流道内壁的限位作用下直线向外移动并通过第一滑杆和第二滑杆稳定挤压第一滑槽和第二滑槽，从而使得对应的阻流板和隔流板进行适应性的逆时针旋转，而随着温度的升高，隔流板逐步将该方形围板的内层通到封闭，同时方形围板外层相对应的液冷板分流道逐渐打开，此时，方形围板内层的携带中心处高热量的冷却液不再经过正常的矩形流动进入外层而是直接通过液冷板分流道进入到外层，且当电池温度持续升高到一定程度时，热胀冷缩材料会依次感知到并依次膨胀，甚至于使得所有液冷板分流道打开，从而使得由中心处进入的冷却液在接受并携带电池中心处的高热量后以四散的形式呈斜线直接向外檐扩散，也就是在高散热需求下，冷却液不再经过方向围板内的矩阵式循环，而是直接由中心处向外呈直线传输，极大的缩短了冷却液的途径和存留时间，使携带高热量的冷却液快速排出，以此达到高效散热的效果，而且当电池温度逐渐恢复适宜温度后，热胀冷缩材料依次由外而内进行冷缩，使多组调节杆依次复位并逐步使所有液冷板分流道封闭，从而恢复正常的矩阵式循环散热模式，达到一种平缓的散热方式。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明液冷板上板、液冷板下板和泡沫铝夹心底护板连接后的结构示意图；
图3为本发明液冷板上板、液冷板下板和泡沫铝夹心底护板叠放时结构示意图；
图4为本发明液冷板上板和液冷板下板摊开后的俯视安装结构示意图；
图5为本发明液冷板上板下表面的仰视示意图；
图6为本发明图5中主体结构的结构示意图；
图7为本发明热感应式流道变换组件的结构示意图；
图8为本发明液冷式底护板与电池框架连接示意图；
图9为本发明液冷式底护板与电池框架连接形式1-剖面图；
图10为本发明液冷式底护板与电池框架连接形式2-剖面图；
图11为本发明铝型材拼接框架示意图；
图12为本发明冲压、辊压钢材拼接框架示意图。
图中：1、电池箱体框架；2、液冷板上板；21、液冷板主流道；22、液冷板分流道；23、阻流板；24、隔流板；25、第一滑槽；26、第二滑槽；27、第一滑杆；28、第二滑杆；29、调节杆；210、热胀冷缩材料；211、液冷板下板；3、泡沫铝夹心底护板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，包括电池箱体框架1、液冷板上板2、液冷板下板211和泡沫铝夹心底护板3，电池箱体框架1包括铝型材拼接框架、铸铝框架、冲压钣金拼接框架和辊压钢拼接框架，且电池箱体框架1通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，集成泡沫铝护板的液冷板由液冷板上板2、液冷板下板211和泡沫铝夹心底护板3几部分组成并通过焊接和胶结形成，液冷板下板211贴合设置于液冷板上板2正下方，且泡沫铝夹心底护板3贴合设置于液冷板下板211正下方。
液冷板上板2的出液口设置于液冷板上板2的中心处，且液冷板上板2中心处出液口的外侧依次围设有相互贯通且等间距扩开的方形液冷板主流道21，液冷板主流道21每层方形围板的四边均开设有液冷板分流道22，且液冷板分流道22与内侧方形围板之间安装有热感应式流道变换组件。
液冷板上板2和液冷板下板211之间的非流道区域采用焊接工艺，且液冷下流道板采用冲压工艺形成，或液冷下盘管依次采用挤出和折弯工艺形成，同一条方形围板边侧的液冷板分流道22之间共同组成一个斜向的水流通道直接与液冷板上板2外檐的环形出液通道相连接，方形围板四边均有通过多组液冷板分流道22组成的斜向水流通道，主要作用是在电池散热需求较大的情况下自适应开启以保证热量快速由电池中心处向外延扩散，以达到高效散热的效果。
热感应式流道变换组件包括阻流板23、隔流板24、第一滑槽25、第二滑槽26、第一滑杆27、第二滑杆28、调节杆29和热胀冷缩材料210，且液冷板分流道22所对应的围板表面铰接有阻流板23，液冷板分流道22内侧的围板表面铰接有隔流板24，且阻流板23和隔流板24的内部分别开设有第一滑槽25和第二滑槽26，第一滑槽25和第二滑槽26的内部分别滑动设置有第一滑杆27和第二滑杆28，且第一滑杆27和第二滑杆28的外端连接有调节杆29，液冷板分流道22内侧围板的内部设置有热胀冷缩材料210，且调节杆29的一端与热胀冷缩材料210的端部固定连接，该热感应式流道变换组件巧妙的利用了热胀冷缩材料210的热胀冷缩性能，当电池散热需求大也就是中心处温度高时（一般电池中心处温度高于外檐），内侧的热胀冷缩材料210会依次感应到并发生膨胀，将对应的调节杆29顶出一定距离，从而使得内层和外层（相对的内外层）之间的液冷板分流道22打开，使内层受热的冷却液不再经过内层方框而是直接从斜向通道排出至外层中，从而达到高效散热的效果，甚至于在温度特别高的情况下，所有的液冷板分流道22依次打开，使中心处进入的冷却液以最快的速率携带热量排出，避免高热量冷却液在电池底部循环往复导致换热效率变差的问题，而在散热需求不高的情况下，所有的液冷板分流道22保持关闭，冷却液则会依次由内层向外层流出，流经途径较长，能够起到一定的保温效果，从而使得电池始终在较为恒定和适宜的温度下输出。
第一滑杆27通过第一滑槽25与阻流板23构成卡合式的滑动结构，且第二滑杆28通过第二滑槽26与隔流板24构成卡合式的滑动结构，当热胀冷缩材料210膨胀推动调节杆29时，调节杆29会通过第一滑杆27和第二滑杆28同步推动阻流板23和隔流板24，从而关闭内层方向通道并将直通外层的液冷板分流道22打开，使得内层携带高温的冷却液快速排出。
液冷板分流道22内侧围板的内部开设有与热胀冷缩材料210体积相适配的密封腔槽，且热胀冷缩材料210填充于密封腔槽的内部，并且液冷板分流道22内侧围板的内部开设有对调节杆29进行限位支撑的导向槽，当电池中心处温度升高到一定程度后，液冷板分流道22内侧围板的密封腔槽中的热胀冷缩材料210就会发生膨胀并向外推动调节杆29，以此达到自动感应温度的效果。
工作原理：在使用该箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统时，如图1所示，该电池液冷系统包括电池箱体框架1、液冷板上板2、液冷板下板211和泡沫铝夹心底护板3三个部分组成（集成液冷式的泡沫铝夹心底护板在与电池框架进行组装、拼接，如图8；整个拼接采用焊接、铆接工艺，连接处的剖面图如图9和图10所示）。
其中，如图4所示，液冷板上板2倒扣于液冷板下板211上表面，且液冷板下板211的面板部分将液冷板上板2下表面的液冷板分流道22封闭，其中液冷板上板2和液冷板下板211之间的流道区域通过结构胶连接，且液冷板上板2和液冷板下板211之间的非流道区域通过铆钉连接，对于液冷板上板2和液冷板下板211之间液冷系统的优化和效果如下：
本方案采用中心处进入冷却液，边沿出液的方式供水，其中中心处出水口可通过隐藏于液冷板上板2内部的暗道接至液冷板上板2边沿处，对于供水系统的进出水口位置实际并无改变和影响，但是采用了中心出水向外檐扩散的高效散热形式，在低温情况下，或者说在电池的散热需求不高的情况下，如图4和图5所示，冷却液由中心出液口输出，经过矩阵式的方形围板阻流导向后一圈圈向外扩散式传输，使中心处的热量逐步向外圈扩散，此时冷却液在液冷板中路径很长，存留时间较长，换热速率保持正常，因此在电池散热需求不高的情况下，能够实现中心处热量的均匀扩散，使电池中心处和外檐处热量均衡，甚至于说起到一种保温的效果，避免散热过快导致电池脱离最佳的作业温度。
当在高温情况下，或者说在电池散热需求较高的情况下，如图4和图5所示，冷却液由中心出液口输出，而当电池温度升高至一定程度时，液冷板上板2的中心处温度是最高的，且温度依次向外传递，因此温度向外依次递减，因此液冷板上板2中心处四组环绕式的热胀冷缩材料210会最先受到温度影响，当温度足够时，热胀冷缩材料210开始在密闭的密封腔槽内发生膨胀，从而使得热胀冷缩材料210向外推动对应的调节杆29，而调节杆29在液冷板分流道22内壁的限位作用下直线向外移动并通过第一滑杆27和第二滑杆28稳定挤压第一滑槽25和第二滑槽26，从而使得对应的阻流板23和隔流板24进行适应性的逆时针旋转，而随着温度的升高，隔流板24逐步将该方形围板的内层通到封闭，同时方形围板外层相对应的液冷板分流道22逐渐打开，此时，方形围板内层的携带中心处高热量的冷却液不再经过正常的矩形流动进入外层而是直接通过液冷板分流道22进入到外层，相当于冷却液携带高热量直接由中心处向外呈直线传输，简单来说就是从第一层不经过循环直接跳到第二层，且当电池温度持续升高到一定程度时，如图4和图5所示的热胀冷缩材料210会依次感知到并依次膨胀，甚至于使得所有液冷板分流道22打开，从而使得由中心处进入的冷却液在接受并携带电池中心处的高热量后以四散的形式呈斜线直接向外檐扩散，也就是在高散热需求下，冷却液不再经过方向围板内的矩阵式循环，而是直接由中心处向外呈直线传输，极大的缩短了冷却液的途径和存留时间，使携带高热量的冷却液快速排出，以此达到高效散热的效果，而且当电池温度逐渐恢复适宜温度后，热胀冷缩材料210依次由外而内进行冷缩，使多组调节杆29依次复位并逐步使所有液冷板分流道22封闭，从而恢复正常的矩阵式循环散热模式，达到一种平缓的散热方式（本发明包含的泡沫铝板可以根据不同的性能和轻量化要求可以选择不同的工艺以及材料，包含成型、CNC、拼接，但不局限于此）。
同时，本方案中的电池箱体框架1通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，且泡沫铝夹心底护板3由泡沫铝板和底护铝板两部分采用焊接、铆接工艺与电池箱体框架1组装而成，实现了从传统的“电池箱体和分体式液冷板的安装结构”到“液冷集成箱体框架和底护板的安装结构”的升级，达到了电池箱体技术的低成本化、轻量化、集成化目标，对电池箱体技术的进一步革命性的创新，减少了“液冷集成箱体框架和底护板的安装结构”中螺栓安装结构、密封结构，进一步集成到箱体焊接中去，从而提高零部件集成度，减少零部件种类和数量，降低电池负载和生产成本，并通过泡沫铝底护板的创新设计实现轻量化。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (6)
1.一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，包括电池箱体框架（1）、液冷板上板（2）、液冷板下板（211）和泡沫铝夹心底护板（3），其特征在于：所述电池箱体框架（1）包括铝型材拼接框架、铸铝框架、冲压钣金拼接框架和辊压钢拼接框架，且电池箱体框架（1）通过胶结、铆接和焊接工艺的搭配集成一体，所述集成泡沫铝护板的液冷板由液冷板上板（2）、液冷板下板（211）和泡沫铝夹心底护板（3）几部分组成并通过焊接和胶结形成，液冷板下板（211）贴合设置于液冷板上板（2）正下方，且泡沫铝夹心底护板（3）贴合设置于液冷板下板（211）正下方。
2.根据权利要求1所述的一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，其特征在于：所述液冷板上板（2）的出液口设置于液冷板上板（2）的中心处，且液冷板上板（2）中心处出液口的外侧依次围设有相互贯通且等间距扩开的方形液冷板主流道（21），所述液冷板主流道（21）每层方形围板的四边均开设有液冷板分流道（22），且液冷板分流道（22）与内侧方形围板之间安装有热感应式流道变换组件。
3.根据权利要求1所述的一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，其特征在于：所述液冷板上板（2）和液冷板下板（211）之间的非流道区域采用焊接工艺，且液冷下流道板采用冲压工艺形成，或液冷下盘管依次采用挤出和折弯工艺形成，同一条方形围板边侧的所述液冷板分流道（22）之间共同组成一个斜向的水流通道直接与液冷板上板（2）外檐的环形出液通道相连接。
4.根据权利要求2所述的一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，其特征在于：所述热感应式流道变换组件包括阻流板（23）、隔流板（24）、第一滑槽（25）、第二滑槽（26）、第一滑杆（27）、第二滑杆（28）、调节杆（29）和热胀冷缩材料（210），且液冷板分流道（22）所对应的围板表面铰接有阻流板（23），所述液冷板分流道（22）内侧的围板表面铰接有隔流板（24），且阻流板（23）和隔流板（24）的内部分别开设有第一滑槽（25）和第二滑槽（26），所述第一滑槽（25）和第二滑槽（26）的内部分别滑动设置有第一滑杆（27）和第二滑杆（28），且第一滑杆（27）和第二滑杆（28）的外端连接有调节杆（29），所述液冷板分流道（22）内侧围板的内部设置有热胀冷缩材料（210），且调节杆（29）的一端与热胀冷缩材料（210）的端部固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，其特征在于：所述第一滑杆（27）通过第一滑槽（25）与阻流板（23）构成卡合式的滑动结构，且第二滑杆（28）通过第二滑槽（26）与隔流板（24）构成卡合式的滑动结构。
6.根据权利要求4所述的一种箱体框架、液冷板、泡沫铝夹心护板集成的电池液冷系统，其特征在于：所述液冷板分流道（22）内侧围板的内部开设有与热胀冷缩材料（210）体积相适配的密封腔槽，且热胀冷缩材料（210）填充于密封腔槽的内部，并且液冷板分流道（22）内侧围板的内部开设有对调节杆（29）进行限位支撑的导向槽。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005167224A (ja) * | 2003-11-11 | 2005-06-23 | Showa Denko Kk | 膨張タンク装置、膨張タンク装置の製造方法および液冷式放熱装置 |
| CN210838024U (zh) * | 2019-11-07 | 2020-06-23 | 西安航空学院 | 一种动力电池冷却结构 |
| CN111629572A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种电子设备液冷冷板的流量自适应调节方法及装置 |
| CN112421147A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-26 | 长沙理工大学 | 一种集散热加热一体化动力电池包热管理系统装置 |
| CN213891586U (zh) * | 2020-08-11 | 2021-08-06 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 复合板及电池包箱 |
| CN216054897U (zh) * | 2021-08-25 | 2022-03-15 | 比亚迪股份有限公司 | 一种液冷板组件、电池包及汽车 |
| CN218896702U (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-21 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池包的冷板和具有其的电池包 |
| CN219739118U (zh) * | 2023-01-13 | 2023-09-22 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种应用于商场存储柜的储能装置 |
-
2023
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005167224A (ja) * | 2003-11-11 | 2005-06-23 | Showa Denko Kk | 膨張タンク装置、膨張タンク装置の製造方法および液冷式放熱装置 |
| CN210838024U (zh) * | 2019-11-07 | 2020-06-23 | 西安航空学院 | 一种动力电池冷却结构 |
| CN111629572A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种电子设备液冷冷板的流量自适应调节方法及装置 |
| CN213891586U (zh) * | 2020-08-11 | 2021-08-06 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 复合板及电池包箱 |
| CN112421147A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-26 | 长沙理工大学 | 一种集散热加热一体化动力电池包热管理系统装置 |
| CN216054897U (zh) * | 2021-08-25 | 2022-03-15 | 比亚迪股份有限公司 | 一种液冷板组件、电池包及汽车 |
| CN218896702U (zh) * | 2022-12-05 | 2023-04-21 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池包的冷板和具有其的电池包 |
| CN219739118U (zh) * | 2023-01-13 | 2023-09-22 | 中自环保科技股份有限公司 | 一种应用于商场存储柜的储能装置 |
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