CN207800846U - 一种动力电池液冷散热板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池液冷散热板，涉及动力电池技术领域，包括板状结构的上板和下板，上板下表面阵列设置各凸起，下板上表面对应各凸起设置各凹槽，并沿边缘设边沿，上板和下板密封配合连接，并于两者之间构成内腔；进口和出口分别位于下板两端，设于边沿上，与内腔连通，内腔内填充流动的液态冷却工质。本实用新型在上板和下板装配构成的内腔中，于上板下表面和下板上表面分别对应设置各凸起和凹槽，液态冷却工质从内腔流过时，与凸起和凹槽表面充分接触，大大提高了换热器的换热面积，进而提高其换热能力，将换热器出入口温差控制在±3℃范围内；减小内腔整体上下游的换热温差，进而降低软包电池的温度差，以实现动力电池温度可控性。

Description

一种动力电池液冷散热板

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池液冷散热板。

背景技术

动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。动力电池是新能源汽车的核心部件，其工作过程中，需保证表面温度的均匀性，一般需要将其表面温度差控制在10℃以内，以避免电池局部温度过高导致的电池性能不均衡，延长电池的使用寿命。同时，保证电池表面温度的均匀性还能避免电池局部温度过高导致的局部过热，降低动力电池着火爆炸的可能，提高其使用安全性。

近年来，动力电池热管理方面的研究取得了一定的成果。目前，动力电池加热与散热方面，特别是软包动力电池，通常通过导热板来进行换热。为了提高导热板的换热效果，导热板内设置有液体流道或者空腔，通过不同温度高低液体的流动实现散热的目的。当动力电池的温度过高时，利用外置的冷凝器使得液体温度降低，将温度较低的液体(通常是接近于环境温度)流过导热板，同样通过导热和对流换热的方式将动力电池的热量依次传递给导热板和低温流体，将热量带走，实现对动力电池降温的目的。

通过专利检索，存在以下已知的技术方案：

专利1：

申请号：CN201621230156.X，申请日：2016.11.16，授权公告日：2017.07.18，本实用新型公开了一种用于动力电池的多流道液冷板，其包括：底板、面板、进液口及出液口，所述底板包括：底板本体，以及流道组；所述流道组包括：设置于所述底板本体上侧端面左右两侧之任一侧，用于冷却液进入所述流道组的进流部；以及设置于所述底板本体上侧端面左右两侧之另一侧，用于冷却液流出所述流道组的出流部；所述进流部及出流部皆设置有至少两个分流道。本实用新型所提供的用于动力电池的多流道液冷板，使得设置有该用于动力电池的多流道液冷板的动力电池可通过设置于进流部及出流部的多个分流道、快速与底板及盖板进行热交换并随着持续流动的冷却液，将热量带走，以实现对动力电池的快速降温。

该专利在其进流部设置有至少三个分流道，并列联通于进液口及出流部。工作时，液体从入口流入液冷板内的流动区域。但该专利没有考虑到强化传热的结构，由于中心流道的流阻显然小于两侧流道的流阻，导致更多的液体从中心流道流过，外侧的流量较小，相应地换热量也较小，进而导致两侧的传热效果较差；另外，由于流体的不断换热，使得流体温度与动力电池的温度差沿着流体流动的方向不断减小，根据液体对流换热量计算公式Q＝αFΔt，可知，由于同一股流道内的对流换热系数α和换热面积均相等，换热量亦即随着Δt的减小而减少，也就是说，与换热板下游接触的动力电池获得的换热量要小得多，从而严重影响液冷换热板后半段的换热效果。

专利2：

申请号：CN201710717848.X，申请日：2017.08.21，公开(公告)日：2018.02.23

一种内部分流的液冷板，包括板主体以及用于密封板主体前端的前堵头和用于密封板主体后端的后堵头，板主体内设有若干个液体通道，板主体的前端形成设有供前堵头插入的前开口，板主体的后端设有供后堵头插入的后开口，前堵头内设有分流腔，前堵头上设有与分流腔连通的进液接头，分流腔的侧壁上设有若干个分别与液体通道进液端对应的用于将从进液接头进入分流腔的冷却液分流至液体通道的分流口，分流口的截面积小于液体通道的截面积；后堵头内设有混流腔，后堵头上设有与混流腔连通的出液接头，混流腔的侧壁上设有若干个分别与多个液体通道出液端对应用于将自液体通道出液端流出的冷却液导入混流腔混合后再从出液接头流出的出液口，出液口的截面积小于液体通道的截面积。

该专利在其流部设置有若干个流体通道，并列联通于进液端及出液端。工作时，液体从进液端流入流体通道内的流动区域。但该专利没有考虑到均匀分流的结构，由于液体是从液冷板的一角流入液冷板，而液冷板内部并没有使流体流动均匀的结构，所以会导致每个液体通道的液体流量不一致。虽然该液冷板能带走一部分热量，但是每个液体通道的液体流量不一致会增大动力电池的温度差，不利于电池的工作，影响电池热管理效果。

通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本发明的新颖性；并且以上专利文件的相互组合没有破坏本发明的创造性。

实用新型内容

本实用新型正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种动力电池液冷散热板。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：一种动力电池液冷散热板，包括板状结构的上板和下板，所述上板下表面阵列设置各凸起，并沿边缘设凹陷的装配沿，所述下板上表面对应各所述凸起设置各凹槽，并沿边缘对应所述装配沿设凸起的边沿，所述上板和所述下板通过所述装配沿和所述边沿配合密封连接，并于内部构成内腔；进口和出口分别位于所述下板两端，设于所述边沿上，与所述内腔连通，所述内腔内填充流动的液态冷却工质。

进一步的，所述凸起为半球形结构，所述凹槽为半球形槽。

进一步的，相邻两个所述凸起的球心间距是半球形结构直径的1.5～5倍，相邻两个所述凹槽的球心间距是半球形槽直径的1.5～5倍。

进一步的，各凸起和各凹槽阵列设置，行数为2～10行，列数为5～40列。

进一步的，各凸起和各凹槽由所述进口至所述出口方向逐步加密设置。各凸起11和各凹槽21的逐步加密设置，可以提高下游液态冷却工质的换热面积，进而平衡换热器上下游的换热性能，提高换热器整体的换热强度。

进一步的，所述液态冷却工质为水、液体醇或液态金属。

进一步的，所述上板和所述下板上对应设置各上板装配孔和下板装配孔，所述上板和所述下板于所述上板装配孔和所述下板装配孔处通过连接件紧固连接。

本实用新型提供了一种动力电池液冷散热板，具有以下有益效果：

1、在上板和下板装配构成的内腔中，于上板下表面和下板上表面分别对应设置各凸起和凹槽，液态冷却工质从内腔流过时，与凸起和凹槽表面充分接触，大大提高了换热器的换热面积，进而提高其换热能力，将换热器出入口温差控制在±3℃范围内；

2、通过增加流体和上板与下板的接触面积来提高换热面积，从而增强换热版的换热效率，进一步减小内腔整体上下游的换热温差，降低软包电池内部的温度差，从而实现动力电池温度可控性；

3、结构简单，制造容易，实用性好。

附图说明

图1为本实用新型的剖视结构示意图；

图2为本实用新型上板的结构示意图；

图3为本实用新型下板的结构的示意图。

图中：

1、上板，11、凸起，12、装配沿，13、上板装配孔；2、下板，21、凹槽，22、边沿，23、进口，24、出口，25、下板装配孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图3所示，其结构关系为：包括板状结构的上板1和下板2，上板1下表面阵列设置各凸起11，并沿边缘设凹陷的装配沿12，下板2上表面对应各凸起11设置各凹槽21，并沿边缘对应装配沿12设凸起的边沿22，上板1和下板2通过装配沿12和边沿22配合密封连接，并于内部构成内腔；进口23和出口24分别位于下板2两端，设于边沿22上，与内腔连通，内腔内填充流动的液态冷却工质。

优选的，凸起11为半球形结构，凹槽21为半球形槽。

优选的，相邻两个凸起11的球心间距是半球形结构直径的1.5～5倍，相邻两个凹槽21的球心间距是半球形槽直径的1.5～5倍。

优选的，各凸起11和各凹槽21阵列设置，行数为2～10行，列数为5～40列。

优选的，各凸起11和各凹槽21由进口23至出口24方向逐步加密设置。各凸起11和各凹槽21的逐步加密设置，可以提高下游液态冷却工质的换热面积，进而平衡换热器上下游的换热性能，提高换热器整体的换热强度。

优选的，液态冷却工质为水、液体醇或液态金属。

优选的，上板1和下板2上对应设置各上板装配孔13和下板装配孔25，上板1和下板2于上板装配孔13和下板装配孔25处通过连接件紧固连接。

具体使用时，液态冷却工质由进口23流入内腔，流经内腔后，由出口24流出内腔。上板1和下板2采用高导热性材料如铜、铝制成，动力电池工作中产生的热量迅速传递至上板1和下板2中，液态冷却工质在流经内腔的过程中，与各凸起11和凹槽21充分接触并进行热交换，带走上板1和下板2中的热量，迅速对上板1和下板2进行冷却。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种动力电池液冷散热板，其特征在于：包括板状结构的上板(1)和下板(2)，所述上板(1)下表面阵列设置各凸起(11)，并沿边缘设凹陷的装配沿(12)，所述下板(2)上表面对应各所述凸起(11)设置各凹槽(21)，并沿边缘对应所述装配沿(12)设凸起的边沿(22)，所述上板(1)和所述下板(2)通过所述装配沿(12)和所述边沿(22)配合密封连接，并于内部构成内腔；进口(23)和出口(24)分别位于所述下板(2)两端，设于所述边沿(22)上，与所述内腔连通，所述内腔内填充流动的液态冷却工质。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：所述凸起(11)为半球形结构，所述凹槽(21)为半球形槽。

3.根据权利要求2所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：相邻两个所述凸起(11)的球心间距是半球形结构直径的1.5～5倍，相邻两个所述凹槽(21)的球心间距是半球形槽直径的1.5～5倍。

4.根据权利要求2所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：各凸起(11)和各凹槽(21)阵列设置，行数为2～10行，列数为5～40列。

5.根据权利要求2所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：各凸起(11)和各凹槽(21)由所述进口(23)至所述出口(24)方向逐步加密设置。

6.根据权利要求1所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：所述液态冷却工质为水、液体醇或液态金属。

7.根据权利要求1所述的一种动力电池液冷散热板，其特征在于：所述上板(1)和所述下板(2)上对应设置各上板装配孔(13)和下板装配孔(25)，所述上板(1)和所述下板(2)于所述上板装配孔(13)和所述下板装配孔(25)处通过连接件紧固连接。