CN209418724U - 一种液冷板和液冷器 - Google Patents
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Abstract
一种液冷板，包括液冷板主体，所述液冷板主体设有主体上表面，液冷板主体内设有冷却液流动孔，所述主体上表面开设有导热介质凹槽，所述导热介质凹槽内涂覆或粘贴有导热介质。开设导热介质凹槽后，能限制导热介质断裂后发生移动，不仅可以通过粘贴方式设置导热垫片，还能通过涂胶工艺设置导热介质，通过涂覆设置的导热介质固化成型后即为导热垫片。涂胶工艺在批量生产时比导热垫片批量生产具有更大的成本优势。采用涂胶工艺设置导热介质，导热胶料会在重力的作用下，与导热介质凹槽的槽底面无缝隙接触，对液冷板上导热介质接触面的平整度要求低。同时，开设导热介质凹槽，只需将原有的模具稍作修改，不会增加液冷板的制造工艺。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车电池散热领域，尤其是指一种液冷板和液冷器。
背景技术
随着全球范围内的能源紧缺和人们环保意识的不断提高，近年来电动汽车行业得到了迅猛地发展，电池作为电动汽车的核心部件，其性能直接影响了电动汽车的性能。电动汽车在运行过程中，电池会产生大量热量，若热量得不到及时转移，电池温度升高，当超过合理的温度范围，会严重影响电池的效率和使用寿命，同时产生安全隐患。
电池热管理按冷却方式可分为自然冷却、风冷、液冷、冷媒直冷、相变蓄热、浸没式冷却等。对于新能源乘用车，出于对性能、安全、空间体积、重量，成本等综合考虑，一般采用液冷方式，液冷通过液体对流换热方法将电池产生的热量带走以达到降温目的，同样，也可以在低温时为电池提供热量进行加热。
中国专利文献（公告日：2015年6月17日，申请号：CN201310693224.0，公告号：CN104716398A）公开了一种车载电池散热装置，包括液冷板和设置于所述液冷板上的电池组。电池组的热量传递给液冷板，通过液冷板内的液体传导到外部。
在实践生产中，为了更好的将热量从电池组传导到液冷板，同时缓冲电池组对液冷板的冲击，通常会在电池组与液冷板之间设置导热垫片。导热垫片长期受到温差变化的影响，同时，车辆在行驶过程中，由于车辆抖动，电池组会对导热垫片施加一个不恒定的压力，因此导热垫片在使用一段时间后，会出现开裂的现象，开裂后的导热垫片会跟随车辆抖动发生移位，会大大降低液冷板的导热效率。导热垫片在液冷板上表面上的覆盖率越高，导热效果和缓冲效果就越好。平面结构的液冷板主体上表面，如果采用涂胶工艺大面积的涂覆导热胶料，导热胶料会在液冷板上往四周扩散，并从液冷板上溢出，因此，涂胶工艺不适合应用在平面结构的液冷板上。导热垫片对液冷板的平整度要求很高，当液冷板平整度不满足要求时，导热垫片与液冷板之间会有空隙，会大大降低液冷板的导热效率。在设置导热垫片的时候，需要对液冷板进打磨，缝隙填充，再铺设导热垫片，工序复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中液冷板上的导热垫片裂开后发生移位，大大降低了液冷板的散热效率的问题，而提供一种导热垫片裂开后不会发生移位，对液冷板散热效率影响小的液冷板。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种液冷板，包括液冷板主体，所述液冷板主体设有主体上表面，液冷板主体内设有冷却液流动孔，所述主体上表面开设有导热介质凹槽，所述导热介质凹槽内涂覆或粘贴有导热介质。通过涂覆设置的导热介质固化成型后即为导热垫片，通过粘贴设置的导热介质即为导热垫片。设置导热介质凹槽后，可以带来以下几点优势。
第一，导热垫片位于导热介质凹槽内，导热垫片断裂开后，仍然限位于凹槽内，不会发生移位，因此对液冷板导热效率的影响较小。
第二，平面结构的液冷板主体上表面，如果采用涂胶工艺的话，导热胶料会在液冷板上往四周扩散，并从液冷板上溢出。开设导热介质凹槽后，能通过涂胶工艺设置导热介质，在导热介质凹槽内涂覆导热胶料，导热胶料四周被围住，导热胶料受制于槽壁，不能溢出。因此，该液冷板除了能通过粘贴方式设置导热垫片外还能通过涂胶工艺设置导热垫片。采用涂胶工艺设置导热垫片，能减少组装厂的工序，提高效率，降低成本。
第三，导热垫片对液冷板的平整度要求很高，当液冷板平整度不满足要求时，导热垫片与液冷板之间会有空隙，会大大降低液冷板的导热效率。改进后液冷板能通过涂胶工艺设置导热垫片，导热胶料会在重力的重要下，与导热介质凹槽的槽底面无缝隙接触，因此对液冷板主体上导热垫片接触面的平整度要求低，能减少组装厂的工序，提高效率，降低成本。
第四，开设导热介质凹槽，只需将原有的液冷板成型模具稍作修改，不改变液冷板主体的其他制造工序。
作为优化，所述液冷板主体呈长方体结构，所述导热介质凹槽的横截面为U形。车用电池组一般为长方体结构，故直接将液冷板设计成长方体结构，U形的导热介质凹槽的槽底平整，更利于涂覆或者粘贴导热介质。
作为优化，所述导热介质凹槽沿液冷板主体的长度方向设置，并贯穿液冷板主体的两个端面。导热介质凹槽沿液冷板的长度方向设置，在涂设导热胶料时，可以减少涂设的次数。导热介质凹槽贯穿液冷板的两个端面，使液冷板主体各处的横截面形状一样，使用的时候，根据电池的尺寸，截取特定长度的液冷板主体，方便快捷。
作为优化，所述导热介质凹槽在液冷板主体的宽度方向上均布设置。在同一个液冷板主体上，若干个导热介质凹槽在液冷板主体的宽度方向上均布设置，使液冷板在宽度方向上更加均匀导热。
作为优化，所述导热介质凹槽的槽壁靠近主体上表面的边缘。主体上表面仅开设一个导热介质凹槽，导热介质凹槽的槽壁靠近主体上表面的边缘，使导热介质凹槽的槽底最大程度的覆盖液冷板主体的主体上表面，使导热介质与液冷板主体相接触的面积最大化，从而提高导热效率。
作为优化，所述冷却液流动孔沿液冷板主体的长度方向设置，并贯穿液冷板主体的两端。沿长度方向设置的冷却液流动孔结构比设置曲折的S形冷却液流动孔结构更加简单，在使用的时候，还能根据电池的尺寸，截取特定长度的液冷板主体，方便快捷。
作为优化，所述冷却液流动孔的横截面为方形，冷却液流动孔的上边与主体上表面平行。冷却液流动孔的横截面为方形，方形的上边与主体上表面平行，冷却液与主体上表面相对的面积较大，距离近，提高液冷板的导热效率。
作为优化，一种液冷器，采用了上述液冷板。
作为优化，包括进液口、出液口、进出集流体和流通集流体；所述进出集流体和流通集流体通过液冷板相连通；所述进出集流体分隔成进液集流端和出液集流端；所述进液口设置在进液集流端上；所述出液口设置在出液集流端上。冷却液从外循环进入，通过进液口进入到进液集流端，再通过液冷板主体上的冷却液流动孔到流通集流体，再通过另一个液冷板主体上的冷却液流动孔到出液集流端，最后通过出液口交换到外循环中。采用该液冷板的液冷器组件少，结构简单。同时，将进液口和出液口设置在同一侧，更便于其它部件的布置。
作为优化，包括进液集流体、出液集流体、进液口和出液口；所述进液集流体和出液集流体通过液冷板相连通；所述进液口设置在进液集流体上；所述出液口设置在出液集流体上。在该技术方案中，液冷器，组件少，结构简单，制造时可以将液冷板主体的尺寸设计得较大，完全覆盖电池组的底面。该液冷器，从进液口进来的冷却液吸热后从出液口出去，不在液冷板内部反复绕行，从而实现快速的将内部的热量转移到外部。
与现有技术相比，本实用新型的一种液冷板，该液冷板的主体上表面开设有导热介质凹槽。具有以下四个优点：第一，导热垫片断裂开后，限位于凹槽内，不会发生移位，对液冷板导热效率影响较小。第二，该液冷板除了能通过粘贴方式设置导热垫片外还能通过涂胶工艺设置导热垫片。第三，该液冷板能通过涂胶工艺设置导热垫片，因此对液冷板与导热垫片的接触面平整度的要求低。第四，开设导热介质凹槽，只需将原有的液冷板成型模具稍作修改，不改变液冷板主体的其他制造工序。经优化后，采用该液冷板的液冷器组件少，结构简单，冷却液从进液口到出液口所经过的路程短，冷却液快速吸热后，及时转移到外部，提高了液冷器的散热效率。
附图说明
图1为一种液冷板的立体图；
图2为液冷器的立体图；
图3为图1中A处的局部放大图；
图4为图2中B处的局部放大图；
图5为液冷板的横剖图；
图6为进出集流体的横剖图；
图7为流通集流体的横剖图；
图中：液冷板主体1；主体上表面11；冷却液流动孔12；导热介质凹槽13；导热介质2；进液口3；出液口4；进出集流体5；进液集流端53；出液集流端54；流通集流体6。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
如图1和图2所示，为本实用新型实施例中一种液冷板，包括呈长方体结构的液冷板主体1，液冷板主体1包含一个主体上表面11。液冷板主体1上开设有九个沿液冷板主体1长边设置的冷却液流动孔12，冷却液流动孔12的横截面为方形，方形的上下两条边都与液冷板主体1的主体上表面11平行。九个冷却液流动孔12都位于同一平面上，贯穿液冷板主体1的两端。液冷板主体1的主体上表面11上仅开设一个U形的导热介质凹槽13，该导热介质凹槽13贯穿液冷板主体1的两端。导热介质凹槽13内粘贴了导热介质2，该导热介质2为导热硅胶垫。
如图3所示，为本实用新型中的一种液冷器，该液冷器包括进进液口3、出液口4、出集流体5、流通集流体6和两块液冷板主体1。进出集流体5分隔成不相连通的进液集流端53和出液集流端54，进液口3设置在进液集流端53上，出液口4设置在出液集流端54上。进液集流体5和流通集流体8通过液冷板主体1连通，其中一块液冷板主体1一端连接进液集流端53，另一端连接流通集流体6；另一块液冷板主体1一端连接出液集流端54另一端连接流通集流体6。冷却液从外循环进入，通过进液口3进入到进液集流端53，再通过液冷板主体1上的冷却液流动孔12到流通集流体6，再通过另一个液冷板主体1上的冷却液流动孔12到出液集流端54，最后通过出液口4交换到外循环中。
在涂胶工艺中，导热胶料覆盖导热介质凹槽13后，根据导热胶料表面张力的原理，导热胶料的胶料上表面的高度高于液冷板主体1的主体上表面11高度。导热胶料固化后变成导热垫片，导热垫片的垫片上表面同样也高于液冷板主体1的主体上表面11。电池组置于导热垫片上时，能有效与导热垫片接触，而不是与主体上表面11接触。涂胶工艺在批量生产时比导热垫片批量生产具有更大的成本优势，因此可以节省生产成本。该开设有导热介质凹槽的液冷板主体结构，不仅适用采用导热垫片作为导热介质，而且还适用于采用涂胶工艺生产的导热介质。上述导热介质可以为导热硅胶、导热聚氨酯胶、导热丙烯酸脂胶、导热环氧胶或其它具有高导热系数的胶黏剂制成。
在电池实际工作的时候，如果电池组处于低温工况下时，也同样能通过该液冷器给电池组供热，使电池组处于最佳工作温度下。
Claims (10)
1.一种液冷板，包括液冷板主体(1)，所述液冷板主体设有主体上表面(11)，液冷板主体(1)内开设有冷却液流动孔(12)，其特征是：所述主体上表面(11)开设有导热介质凹槽(13)，所述导热介质凹槽(13)内涂覆或粘贴有导热介质(2)。
2.根据权利要求1所述的一种液冷板，其特征是：所述液冷板主体(1)呈长方体结构，所述导热介质凹槽(13)的横截面为U形。
3.根据权利要求1或2所述的一种液冷板，其特征是：所述导热介质凹槽(13)沿液冷板主体(1)的长度方向设置，并贯穿液冷板主体(1)的两个端面。
4.根据权利要求1或2所述的一种液冷板，其特征是：所述导热介质凹槽(13)在液冷板主体(1)的宽度方向上均布设置。
5.根据权利要求1或2所述的一种液冷板，其特征是：所述导热介质凹槽(13)的槽壁靠近主体上表面(11)的边缘。
6.根据权利要求1或2所述的一种液冷板，其特征是：所述冷却液流动孔(12)沿液冷板主体(1)的长度方向设置，并贯穿液冷板主体(1)的两端。
7.根据权利要求1或2所述的一种液冷板，其特征是：所述冷却液流动孔(12)的横截面为方形，冷却液流动孔的上边与液冷板主体(1)上表面平行。
8.一种液冷器，其特征是：采用权利要求1至7任意一项所述的液冷板。
9.根据权利要求8所述的一种液冷器，其特征是：包括进液口(3)、出液口(4)、进出集流体(5)和流通集流体(6)；所述进出集流体(5)和流通集流体(6)通过液冷板相连通；所述进出集流体(5)分隔成进液集流端(53)和出液集流端(54)；所述进液口(3)设置在进液集流端(53)上；所述出液口(4)设置在出液集流端(54)上。
10.根据权利要求8所述的一种液冷器，其特征是：包括进液集流体、出液集流体、进液口和出液口；所述进液集流体和出液集流体通过液冷板相连通；所述进液口设置在进液集流体上；所述出液口设置在出液集流体上。
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