CN117578002B - 一种新能源汽车电池水冷散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池散热技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池水冷散热器，其包括电池板、降温板和调整组件；通过将电池板与降温板交替的叠放能够减少相邻两个电池板之间相互传热的问题，隔板能够将降温板内部分隔为相对隔绝的第一腔室和第二腔室，确保第一腔室内的冷却液能够对相邻上方的电池板进行降温，第二腔室内的冷却液能够对相邻下方的电池板进行降温，冷却液在第一腔室或第二腔室内蒸发并回流，从而对电池板进行降温。在电池板以高功率长时间运行时，每个调整组件对一个降温板中的第一腔室和第二腔室的空间进行调整，确保冷却液在第一腔室或第二腔室内具有足够的蒸发并回流的空间，从而增加降温板对电池板的降温效果。

Description

一种新能源汽车电池水冷散热器
技术领域
本发明涉及电池散热技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池水冷散热器。
背景技术
电池在工作过程中会产生一定的热量，这是由于电池内部的化学反应所致，为了确保电池的正常运行和延长其寿命，需要及时有效地散去这部分热量，这个过程被称为电池散热。电池散热的目的是保持电池的温度在一个合适的范围内，避免过高的温度对电池性能和寿命造成损害，当电池温度过高时，可能会导致电池容量减小、内阻增加、电化学反应速率加快等问题，甚至引发电池燃烧、爆炸等危险情况。电池散热能够保障电池的正常运行和寿命，并避免潜在的危险情况，则不同类型的电池和应用场景可能采用不同的散热方式和措施。现有的新能源汽车电池所使用的散热方式为风冷散热结合水冷散热，新能源汽车为了长距离行驶和高性能行驶，新能源汽车使用高水平的电流，因此新能源汽车电池持续产生热量，即使新能源汽车使用风冷散热结合水冷散热的方式对电池进行降温，但仍不足以克服电池持续产生的热量，导致新能源汽车电池性能降低。
发明内容
本发明提供一种新能源汽车电池水冷散热器，以解决现有的新能源汽车电池散热效率低的问题。
本发明的一种新能源汽车电池水冷散热器采用如下技术方案：
一种新能源汽车电池水冷散热器，包括电池板、降温板和调整组件。
电池板设置有多个，多个电池板叠放设置；降温板设置有多个，多个降温板与多个电池板交替设置；降温板内部中空，降温板内部设置有隔板，隔板能够将降温板内部分隔为相对隔绝的第一腔室和第二腔室，第一腔室与第二腔室内均填充有冷却液，第一腔室内的冷却液用于对相邻上方的电池板进行降温，第二腔室内的冷却液用于对相邻下方的电池板进行降温；调整组件设置有多个，调整组件能够根据降温板相邻的两个电池板的温度调整该降温板中第一腔室和第二腔室的大小。
进一步地，降温板具有第一表面和第二表面，第一表面和第二表面相对设置，降温板的第一表面上设置有第一凸起、第二凸起和第三凸起，第一凸起和第二凸起之间能够形成第一卡接槽；降温板的第二表面上设置有第四凸起、第五凸起和第六凸起，第四凸起和第五凸起之间能够形成第二卡接槽；第一卡接槽与第二卡接槽处于降温板的两侧；处于上方降温板的第六凸起能够进入相邻下方的第一卡接槽内，处于下方降温板的第三凸起能够进入相邻上方的第二卡接槽内。
进一步地，降温板的第一表面上设置的第一凸起、第二凸起和第三凸起厚度相同；降温板的第二表面上设置的第四凸起、第五凸起和第六凸起厚度相同，且第一凸起的厚度等于第四凸起的厚度，电池板的厚度等于第一凸起的厚度。
进一步地，第一凸起、第二凸起、第三凸起、第四凸起、第五凸起和第六凸起均设置为连通降温板内部的空腔；隔板将第二凸起、第三凸起和第四凸起内部的空腔连通第一腔室；隔板将第一凸起、第五凸起和第六凸起内部的空腔连通第二腔室。
进一步地，调整组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆设置在第三凸起内部和第四凸起内部之间，第一连杆的两端均设置有第一活塞盘，第三凸起内部的腔室横截面大于第四凸起内部的腔室横截面；第二连杆设置在第一凸起内部和第六凸起内部之间，第二连杆的两端均设置有第二活塞盘，第六凸起内部的腔室横截面大于第一凸起内部的腔室横截面。
进一步地，第三凸起内的腔室中设置有第一弹性件，第六凸起内的腔室中设置有第二弹性件，第一弹性件用于驱动第一活塞盘在第三凸起内的腔室中滑动后恢复至初始位置，第二弹性件用于驱动第二活塞盘在第六凸起内的腔室中滑动后恢复至初始位置。
进一步地，第一连杆和第二连杆上均设置有第一散热鳍片。
进一步地，隔板的两侧壁上均设置有第二散热鳍片。
进一步地，降温板上设置有连通降温板内部的进水口和出水口。
进一步地，新能源汽车电池水冷散热器还包括冷却板，冷却板能够围成容纳腔，电池板与降温板均放置在容纳腔内；冷却板内部中空，冷却板内部填充有冷却液；冷却板上设置有冷却循环泵，冷却循环泵用于冷却循环冷却板内部的冷却液。
本发明的有益效果是：本发明的一种新能源汽车电池水冷散热器，其包括电池板、降温板和调整组件；首先将多个电池板按照需求进行串联或并联，确保多个电池板能达到额定需求，在多个电池板组成的电池进行工作时，每个电池板均能够产生热量，通过将电池板与降温板交替的叠放能够减少相邻两个电池板之间相互传热的问题，同时在降温板内部设置隔板，隔板将降温板内部分隔为相对隔绝的第一腔室和第二腔室，通过向第一腔室和第二腔室内注入冷却液，且根据第一腔室和第二腔室的位置分布，确保第一腔室内的冷却液能够对相邻上方的电池板进行降温，第二腔室内的冷却液能够对相邻下方的电池板进行降温，在第一腔室或第二腔室内的冷却液受热时，冷却液在第一腔室或第二腔室内蒸发并回流，从而对电池板进行降温。在电池板以高功率长时间运行时，电池板的温度升高，每个调整组件对一个降温板中的第一腔室和第二腔室的空间进行调整，确保冷却液在第一腔室或第二腔室内具有足够的蒸发并回流的空间，从而增加降温板对电池板的降温效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器的俯视图；
图3为图2中A-A方向的剖视图；
图4为图2中B-B方向的剖视图；
图5为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器中两个降温板和一个电池板的结构示意图；
图6为图5中所示结构中沿降温板宽度方向剖切后的剖视图；
图7为图6中C处的局部放大图；
图8为图5中所示结构中沿降温板长度方向剖切后的剖视图；
图9为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器中隔板和第二散热鳍片的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器中第一连杆和第二连杆的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器中对散热板剖切后的结构示意图。
图中：110、电池板；111、极板；120、降温板；130、隔板；131、第二散热鳍片；140、第一腔室；150、第二腔室；160、进水口；170、出水口；180、冷却板；210、第一凸起；220、第二凸起；230、第三凸起；240、第一卡接槽；250、第四凸起；260、第五凸起；270、第六凸起；280、第二卡接槽；310、第一连杆；311、第一活塞盘；320、第二连杆；330、第一弹簧；340、第二弹簧；350、第一散热鳍片。
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。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1至图11所示，本发明实施例提供的一种新能源汽车电池水冷散热器，包括电池板110、降温板120和调整组件。
电池板110设置有多个，多个电池板110叠放设置，相邻两个电池板110之间设置固定缝隙，多个电池板110叠放后能够形成外形呈矩形状的块状结构，每个电池板110上均设置有极板111，在对电池板110进行组装时，多个电池板110按照需求对电池板110的极板111进行串联或并联连接，确保多个电池板110组成的电池包符合预设额定需求。
降温板120设置有多个，多个降温板120叠放设置，相邻两个降温板120之间设置有固定缝隙，且相邻两个降温板120之间的缝隙等于电池板110的厚度，将多个降温板120与多个电池板110交替设置，从而能够形成两个降温板120对同一个电池板110进行降温的状态。降温板120内部中空，降温板120内部设置有隔板130，隔板130能够将降温板120内部分隔为相对隔绝的第一腔室140和第二腔室150，第一腔室140与第二腔室150内均填充有冷却液，第一腔室140内的冷却液用于对相邻上方的电池板110进行降温，第二腔室150内的冷却液用于对相邻下方的电池板110进行降温，在第一腔室140或第二腔室150内的冷却液受热时，第一腔室140或第二腔室150内的冷却液蒸发，冷却液在蒸发时吸收热量，并且蒸发的冷却液在第一腔室140或第二腔室150内流动时能够产生凝结回流现象，通过冷却液在第一腔室140或第二腔室150内的状态变化进行消耗热量。通过设置两个相互隔绝的第一腔室140和第二腔室150，其中一个降温板120对相邻两个电池板110降温时，第一腔室140内的冷却液与第二腔室150内的冷却液互不干扰，从而提高降温板120对电池板110的降温效率。
调整组件设置有多个，调整组件能够根据降温板120相邻的两个电池板110的温度调整该降温板120中第一腔室140和第二腔室150的大小，确保冷却液在第一腔室140或第二腔室150内具有足够的蒸发并回流的空间，从而增加降温板120对电池板110的降温效果。
本发明的一种新能源汽车电池水冷散热器，首先将多个电池板110按照需求进行串联或并联，确保多个电池板110能达到额定需求，在多个电池板110组成的电池进行工作时，每个电池板110均能够产生热量，通过将电池板110与降温板120交替的叠放能够减少相邻两个电池板110之间相互传热的问题，同时在降温板120内部设置隔板130，隔板130将降温板120内部分隔为相对隔绝的第一腔室140和第二腔室150，通过向第一腔室140和第二腔室150内注入冷却液，且根据第一腔室140和第二腔室150的位置分布，确保第一腔室140内的冷却液能够对相邻上方的电池板110进行降温，第二腔室150内的冷却液能够对相邻下方的电池板110进行降温，在第一腔室140或第二腔室150内的冷却液受热时，冷却液在第一腔室140或第二腔室150内蒸发并回流，从而对电池板110进行降温。在电池板110以高功率长时间运行时，电池板110的温度升高，每个调整组件对一个降温板120中的第一腔室140和第二腔室150的空间进行调整，确保冷却液在第一腔室140或第二腔室150内具有足够的蒸发并回流的空间，从而增加降温板120对电池板110的降温效果。
在其中一个实施例中，降温板120具有第一表面和第二表面，第一表面和第二表面相对设置，在本实施例中，降温板120水平放置，降温板120的长度方向设置为前后方向，降温板120的宽度方向设置为左右方向。降温板120的第一表面为上表面，降温板120的第二表面为下表面，降温板120的第一表面上设置有第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230，第一凸起210和第二凸起220之间能够形成第一卡接槽240。在具体的设置中，第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230均沿降温板120的前后方向延伸，第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230的长度等于降温板120的长度，第一凸起210与第三凸起230设置在降温板120宽度方向的两端，第二凸起220与第一凸起210间隔设置，第一凸起210与第二凸起220之间形成开口向上的第一卡接槽240。降温板120的第二表面上设置有第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270，第四凸起250和第五凸起260之间能够形成第二卡接槽280；在具体的设置中，第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270均沿降温板120的前后方向延伸，第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270的长度等于降温板120的长度，第四凸起250与第六凸起270设置在降温板120宽度方向的两端，第四凸起250与第五凸起260间隔设置，第四凸起250与第五凸起260之间形成开口向下的第二卡接槽280。通过设置第一凸起210与第四凸起250的位置，确保第一卡接槽240与第二卡接槽280处于降温板120宽度方向的两端。在进一步的设置中，处于上方降温板120的第六凸起270能够进入相邻下方的第一卡接槽240内，处于下方降温板120的第三凸起230能够进入相邻上方的第二卡接槽280内，通过设置第一卡接槽240和第二卡接槽280，能够提高相邻两个降温板120之间连接的效率，进一步提高连接相邻两个降温板120的便捷性。
在其中一个实施例中，降温板120的第一表面上设置的第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230厚度相同。降温板120的第二表面上设置的第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270厚度相同，且第一凸起210的厚度等于第四凸起250的厚度，电池板110的厚度等于第一凸起210的厚度。在处于上方降温板120的第六凸起270进入相邻下方的第一卡接槽240内时，且处于下方降温板120的第三凸起230进入相邻上方的第二卡接槽280内时，第一凸起210的厚度构成了相邻两个降温板120之间的间隙，确保电池板110具有合适的放置空间，进一步的确保电池板110的侧壁能够充分与降温板120接触，降温板120能够对电池板110进行高效降温。
在其中一个实施例中，第一凸起210、第二凸起220、第三凸起230、第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270均设置为连通降温板120内部的空腔；隔板130将第二凸起220、第三凸起230和第四凸起250内部的空腔连通第一腔室140。隔板130将第一凸起210、第五凸起260和第六凸起270内部的空腔连通第二腔室150。在隔板130的作用下，第一腔室140和第二腔室150中均具有处于降温板120第一表面上方的腔室，在向第一腔室140和第二腔室150注入冷却液时，第一腔室140和第二腔室150内均存有空腔，即第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230内部不存在冷却液，冷却液在第一腔室140或第二腔室150内受热时逐渐向第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230内部的空腔蒸发，并且蒸发的冷却液能够在第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230内部的空腔冷凝回流，从而冷却液在第一腔室140或第二腔室150内形成一个循环。
在其中一个实施例中，调整组件包括第一连杆310和第二连杆320，第一连杆310设置于第三凸起230内部和第四凸起250内部之间。第一连杆310的两端均设置有第一活塞盘311，第三凸起230内部的腔室横截面大于第四凸起250内部的腔室横截面，换句话说，第三凸起230内部腔室的宽度大于第四凸起250内部腔室的宽度，其中一个第一活塞盘311与第三凸起230内部的腔室滑动密封连接，另一个第一活塞盘311与第四凸起250内部的腔室滑动密封连接。第二连杆320设置于第一凸起210内部和第六凸起270内部之间，第二连杆320的两端均设置有第二活塞盘，第六凸起270内部的腔室横截面大于第一凸起210内部的腔室横截面，换句话说，第六凸起270内部腔室的宽度大于第一凸起210内部腔室的宽度，其中一个第二活塞盘与第六凸起270内部的腔室滑动密封连接，另一个第二活塞盘与第一凸起210内部的腔室滑动密封连接。若电池板110温度持续升高时，第一腔室140内冷却液的蒸发量增加，气态的冷却液增加，液态的冷却液减少，此时第三凸起230内部的腔室气压增加，气压推动处于第三凸起230内部的第一活塞盘311滑动，在第一连杆310的作用下，处于第四凸起250内部的第一活塞盘311同步运动，则处于第四凸起250内部的液态冷却液向上移动，确保第一腔室140内的冷却液能够与降温板120内部的上端面接触，确保降温板120的第一表面能够对相邻上方的电池板110进行有效降温。
在其中一个实施例中，第三凸起230内的腔室中设置有第一弹性件，第六凸起270内的腔室中设置有第二弹性件，第一弹性件用于驱动第一活塞盘311在第三凸起230内的腔室中滑动后恢复至初始位置，第二弹性件用于驱动第二活塞盘在第六凸起270内的腔室中滑动后恢复至初始位置。在本实施例中，优选第一弹性件为第一弹簧330，第一弹簧330的一端固定连接于第三凸起230内部的上端，第一弹簧330的另一端固定连接于第一活塞盘311，初始状态时，第一弹簧330处于原长状态，且其中一个第一活塞盘311处于第三凸起230内部的中部，另一个第一活塞盘311处于第四凸起250内部的下端，在第一活塞盘311沿第三凸起230内部滑动后，第一弹簧330能够进行蓄力，第一弹簧330的复位力能够驱使第一活塞盘311恢复至初始位置。优选第二弹性件为第二弹簧340，第二弹簧340的一端固定连接于第六凸起270内部的下端，第二弹簧340的另一端固定连接于第二活塞盘，初始状态时，第二弹簧340处于原长状态，且其中一个第二活塞盘处于第六凸起270内部的中部，另一个第二活塞盘处于第一凸起210内部的上端，在第二活塞盘沿第六凸起270内部滑动后，第二弹簧340能够进行蓄力，第二弹簧340的复位力能够驱使第二活塞盘恢复至初始位置。
在其中一个实施例中，设置在降温板120第二表面上的第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270内部具有冷却液，确保电池板110的周侧壁产生的热量能够被第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270内部的冷却液吸收，从而确保对电池板110充分降温。
在其中一个实施例中，第一连杆310和第二连杆320上均设置有第一散热鳍片350，第一散热鳍片350能够与第一腔室140内侧壁或第二腔室150内侧壁抵接，在第一散热鳍片350的作用下能够增加向外界环境导热的效率。
在其中一个实施例中，隔板130的两侧壁上均设置有第二散热鳍片131，处于隔板130上表面的第二散热鳍片131能够与降温板120内侧壁上端面接触，处于隔板130下表面的第二散热鳍片131能够与降温板120内侧壁下端面接触，确保处于第一腔室140和第二腔室150内的冷却液能够被均匀加热。
在其中一个实施例中，降温板120上设置有连通降温板120内部的进水口160和出水口170，通过设置进水口160和出水口170能够增加向第一腔室140或第二腔室150内填充冷却液的便捷性。
在其中一个实施例中，新能源汽车电池水冷散热器还包括冷却板180，冷却板180能够围成容纳腔，电池板110与降温板120均放置在容纳腔内；冷却板180内部中空，冷却板180内部填充有冷却液；冷却板180上设置有冷却循环泵，冷却循环泵用于冷却循环冷却板180内部的冷却液，冷却板180主要用于对第一凸起210、第二凸起220、第三凸起230、第四凸起250、第五凸起260和第六凸起270内部的腔室进行降温，确保蒸发至第一凸起210、第二凸起220和第三凸起230内部的气态冷却液能够进行快速冷凝为液态，从而实现冷却液在第一腔室140或第二腔室150内发生状态的转变，提高对电池板110的降温效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (5)

1.一种新能源汽车电池水冷散热器，其特征在于，包括：
电池板，电池板设置有多个，多个电池板叠放设置；
降温板，降温板设置有多个，多个降温板与多个电池板交替设置；降温板内部中空，降温板内部设置有隔板，隔板能够将降温板内部分隔为相对隔绝的第一腔室和第二腔室，第一腔室与第二腔室内均填充有冷却液，第一腔室内的冷却液用于对相邻上方的电池板进行降温，第二腔室内的冷却液用于对相邻下方的电池板进行降温；
调整组件，调整组件设置有多个，调整组件能够根据降温板相邻的两个电池板的温度调整该降温板中第一腔室和第二腔室的大小；
降温板具有第一表面和第二表面，第一表面和第二表面相对设置，降温板的第一表面上设置有第一凸起、第二凸起和第三凸起，第一凸起和第二凸起之间能够形成第一卡接槽；降温板的第二表面上设置有第四凸起、第五凸起和第六凸起，第四凸起和第五凸起之间能够形成第二卡接槽；第一卡接槽与第二卡接槽处于降温板的两侧；处于上方降温板的第六凸起能够进入相邻下方的第一卡接槽内，处于下方降温板的第三凸起能够进入相邻上方的第二卡接槽内；降温板的第一表面上设置的第一凸起、第二凸起和第三凸起厚度相同；降温板的第二表面上设置的第四凸起、第五凸起和第六凸起厚度相同，且第一凸起的厚度等于第四凸起的厚度，电池板的厚度等于第一凸起的厚度；
第一凸起、第二凸起、第三凸起、第四凸起、第五凸起和第六凸起均设置有连通降温板内部的空腔；隔板将第二凸起、第三凸起和第四凸起内部的空腔连通第一腔室；隔板将第一凸起、第五凸起和第六凸起内部的空腔连通第二腔室；
调整组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆设置在第三凸起内部和第四凸起内部之间，第一连杆的两端均设置有第一活塞盘，第三凸起内部的腔室横截面大于第四凸起内部的腔室横截面；第二连杆设置在第一凸起内部和第六凸起内部之间，第二连杆的两端均设置有第二活塞盘，第六凸起内部的腔室横截面大于第一凸起内部的腔室横截面；
第三凸起内的腔室中设置有第一弹性件，第六凸起内的腔室中设置有第二弹性件，第一弹性件用于驱动第一活塞盘在第三凸起内的腔室中滑动后恢复至初始位置，第二弹性件用于驱动第二活塞盘在第六凸起内的腔室中滑动后恢复至初始位置；其中一个第一活塞盘与第三凸起内部的腔室滑动密封连接，另一个第一活塞盘与第四凸起内部的腔室滑动密封连接；其中一个第二活塞盘与第六凸起内部的腔室滑动密封连接，另一个第二活塞盘与第一凸起内部的腔室滑动密封连接。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池水冷散热器，其特征在于：第一连杆和第二连杆上均设置有第一散热鳍片。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池水冷散热器，其特征在于：隔板的两侧壁上均设置有第二散热鳍片。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池水冷散热器，其特征在于：降温板上设置有连通降温板内部的进水口和出水口。
5.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池水冷散热器，其特征在于：新能源汽车电池水冷散热器还包括冷却板，冷却板能够围成容纳腔，电池板与降温板均放置在容纳腔内；冷却板内部中空，冷却板内部填充有冷却液；冷却板上设置有冷却循环泵，冷却循环泵用于冷却循环冷却板内部的冷却液。
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