CN209993697U - 动力电池冷却板及动力电池冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池冷却技术领域，尤其涉及一种动力电池冷却板及动力电池冷却系统。该动力电池冷却板包括扣合连接的冷却板上板及冷却板下板，所述冷却板下板的内侧设置有向背离所述冷却板上板的方向凹陷的流道，所述流道具有入口区、出口区及连接在所述入口区与出口区之间的循环区，所述冷却板上板上设置有制冷剂入口及制冷剂出口，所述制冷剂入口与所述入口区连通，所述制冷剂出口与所述出口区连通，所述循环区包括相互串联的多个子流道，相邻两个所述子流道的制冷剂流动方向相反，制冷剂由所述制冷剂入口流入所述入口区，流经所述循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口。该动力电池冷却板具有高效的换热效率。

Description

动力电池冷却板及动力电池冷却系统

技术领域

本实用新型属于动力电池冷却技术领域，尤其涉及一种动力电池冷却板及动力电池冷却系统。

背景技术

目前新能源汽车动力电池的冷却方法，按传热介质一般可分为空气冷却、液体冷却和相变介质冷却。空气冷却换热效率低，当电池发热量大时，无法满足冷却要求，因此目前行业内大都采用液冷的方案。液冷方案的原理是，空调系统的制冷剂(通常是R134a)与冷却液(通常是乙二醇水溶液)流入一个板式换热器，通过该换热器，冷却液被冷却至目标温度，然后冷却液流入电池组箱，对电池进行冷却。液冷系统虽广泛使用，但系统比较复杂，部件较多，成本较高，且存在漏液风险。

现有的一种动力电池水冷散热板，其进出水口有两条纵流道，并有多条连接纵流道的并行横流道，横流道上有圆点凸起形成扰流。并行流道和扰流的设计，可以提高散热均匀性和换热系数。但并行流道会存在流体分配不均的问题，导致散热均匀性变差，且圆点凸起的设计对提高换热系数的效果也有限。

现有的另一种动力电池液冷板，其冷却板上板、下板形成两个并联的冷却流道，上下板通过钎焊连接在一起。其两个出水管的连通处设置有扰流板，以此增强冷却液与冷却板的接触面积，同时增强流道的强度。同样的，其提高换热系数的效果也有限，且流道较宽，增加强度的效果也有限。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有的新能源汽车动力电池冷却板换热效率较低的问题，提供一种动力电池冷却板及动力电池冷却系统。

为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种动力电池冷却板，包括扣合连接的冷却板上板及冷却板下板，所述冷却板下板的内侧设置有向背离所述冷却板上板的方向凹陷的流道，所述流道具有入口区、出口区及连接在所述入口区与出口区之间的循环区，所述冷却板上板上设置有制冷剂入口及制冷剂出口，所述制冷剂入口与所述入口区连通，所述制冷剂出口与所述出口区连通，所述循环区包括相互串联的多个子流道，相邻两个所述子流道的制冷剂流动方向相反，制冷剂由所述制冷剂入口流入所述入口区，流经所述循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口。

可选地，多个所述子流道与动力电池的多个单体电池一一对应设置。

可选地，制冷剂由所述入口区首先流入距离所述入口区最远的一个所述子流道。

可选地，由多个所述子流道相互串联构成的通路上，距离所述入口区最远的一个所述子流道的下一个子流道距离所述入口区最近。

可选地，由多个所述子流道相互串联构成的通路上，最尾端的子流道与距离所述入口区最远的一个所述子流道邻接。

可选地，所述动力电池冷却板还包括一一对应地设置在每个所述子流道内的散热鳍片。

可选地，所述散热鳍片具有并排设置的多个折弯，所述折弯呈“几”字形，多个所述折弯沿所述散热鳍片的宽度方向连续相接，以在所述散热鳍片上形成与所述子流道方向一致的多个流通通道，相邻的所述流通通道通过设置在所述散热鳍片上的孔连通。

可选地，所述入口区包括第一入口区及第二入口区，所述制冷剂入口包括第一制冷剂入口及第二制冷剂入口，所述第一制冷剂入口与所述第一入口区连通，所述第二制冷剂入口与所述第二入口区连通，所述循环区包括位于所述入口区两侧的第一循环区及第二循环区；

由所述第一制冷剂入口流入所述第一入口区的制冷剂，流经所述第一循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口，由所述第二制冷剂入口流入所述第二入口区的制冷剂，流经所述第二循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口。

根据本实用新型实施例提供的动力电池冷却板，制冷剂由制冷剂入口流入流道的入口区，流经循环区后经出口区流出，进而使得制冷剂在流道内循环流动，与动力电池进行热交换，吸收热量的制冷剂从制冷剂出口流出，具有高效的换热效率。并且，循环区的相邻两个子流道的制冷剂流动方向相反，实现流道冷热交替布置，增强了换热的均匀性，能够保证动力电池散热的均匀性，有效改进动力电池的均温性。

另一方面，本实用新型实施例还提供一种动力电池冷却系统，其包括上述的动力电池冷却板。

再一方面，本实用新型实施例还提供一种动力电池冷却系统，包括空调压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、空调蒸发器、第一温度传感器、第二膨胀阀、第二温度传感器及上述的动力电池冷却板，所述空调压缩机的出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口分别与所述第一膨胀阀的入口及第二膨胀阀的入口连接，所述第一膨胀阀的出口连接所述空调蒸发器的入口，所述空调蒸发器的出口连接所述空调压缩机的入口，所述第二膨胀阀的出口连接所述动力电池冷却板的制冷剂入口，所述动力电池冷却板的制冷剂出口连接所述空调压缩机的入口；

所述第一温度传感器布置在所述空调蒸发器的出口侧，所述第二温度传感器布置在所述动力电池冷却板的制冷剂出口侧。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却板的示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却板的冷却板上板的示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却板的散热鳍片的示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却板的散热鳍片的截面图；

图5是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却板的冷却板上板的与散热鳍片的安装示意图；

图6是本实用新型一实施例提供的动力电池冷却系统的示意图。

说明书中的附图标记如下：

10、动力电池冷却板；20、空调压缩机；30、冷凝器；40、第一膨胀阀；50、空调蒸发器；60、第一温度传感器；70、第二膨胀阀；80、第二温度传感器；

1、冷却板上板；11、制冷剂入口；111、第一制冷剂入口；112、第二制冷剂入口；

2、冷却板下板；

3、流道；31、入口区；311、第一入口区；312、第二入口区；32、出口区；33、循环区；331、子流道；332、第一循环区；333、第二循环区；

4、散热鳍片；41、折弯；42、流通通道；43、孔。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图5所示，本实用新型一实施例提供了一种动力电池冷却板10，包括扣合连接的冷却板上板1及冷却板下板2，所述冷却板下板2的内侧设置有向背离所述冷却板上板1的方向凹陷的流道3，所述流道具有入口区31、出口区32及连接在所述入口区31与出口区32之间的循环区33，所述冷却板上板1上设置有制冷剂入口11及制冷剂出口12，所述制冷剂入口11与所述入口区31连通，所述制冷剂出口12与所述出口区32连通，所述循环区33包括相互串联的多个子流道331，相邻两个所述子流道331的制冷剂流动方向相反，制冷剂由所述制冷剂入口11流入所述入口区31，流经所述循环区33后经所述出口区32流出所述制冷剂出口12。

多个所述子流道331与动力电池的多个单体电池一一对应设置。即，每一所述子流道331可以对应布置在一个单体电池的散热部位，这样能够实现对动力电池的每个单体电池进行散热。

如图2和图5所示，在一实施例中，所述入口区31包括第一入口区311及第二入口区312，所述制冷剂入口11包括第一制冷剂入口111及第二制冷剂入口112，所述第一制冷剂入口111与所述第一入口区311连通，所述第二制冷剂入口112与所述第二入口区312连通，所述循环区33包括位于所述入口区31两侧的第一循环区332及第二循环区333。

由所述第一制冷剂入口111流入所述第一入口区311的制冷剂，流经所述第一循环区332后经所述出口区32流出所述制冷剂出口12，由所述第二制冷剂入口112流入所述第二入口区312的制冷剂，流经所述第二循环区333后经所述出口区32流出所述制冷剂出口12。

在图5所示实施例中，第一循环区332中的多个子流道331中，制冷剂由所述第一入口区311首先流入距离所述第一入口区311最远的一个所述子流道331(第一循环区332中左起第一个子流道331)。第二循环区333中的多个子流道331中，制冷剂由所述第二入口区312首先流入距离所述第二入口区312最远的一个所述子流道331(第二循环区332中右起第一个子流道331)。

在图5所示实施例中，由多个所述子流道331相互串联构成的通路上，第一循环区332中的多个子流道331中，距离所述第一入口区311最远的一个所述子流道331的下一个子流道331距离所述第一入口区311最近，即制冷剂在第一循环区332中，先流入距离第一入口区311最远的一个子流道331，接着流入距离第一入口区311最近的一个子流道331。同样，第二循环区333中的多个子流道331中，距离所述第二入口区312最远的一个所述子流道331的下一个子流道331距离所述第二入口区312最近，即制冷剂在第二循环区333中，先流入距离第二入口区312最远的一个子流道331，接着流入距离第二入口区312最近的一个子流道331。

在图5所示实施例中，由多个所述子流道331相互串联构成的通路上，最尾端的子流道331与距离所述入口区31最远的一个所述子流道331邻接。即，第一循环区332中的多个子流道331中，与距离所述第一入口区311最远的一个所述子流道331邻接的那个子流道331为第一循环区332的串联通路上的最后一个子流道331。第二循环区333中的多个子流道331中，与距离所述第二入口区312最远的一个所述子流道331邻接的那个子流道331为第二循环区333的串联通路上的最后一个子流道331。

如此，实现了多个子流道311的冷热交替布置。

在图示实施例中，第一循环区332及第二循环区333中的子流道数量均为四个。但是，根据不同的动力电池可以灵活设计，第一循环区332及第二循环区333中的子流道数量也可以是2、3或5以上。其数量取取决于动力电池的单体电池的数量。

如图3至图5所示，所述动力电池冷却板还包括一一对应地设置在每个所述子流道331内的散热鳍片4。所述散热鳍片4具有并排设置的多个折弯41，所述折弯41呈“几”字形，多个所述折弯41沿所述散热鳍片4的宽度方向连续相接，以在所述散热鳍片4上形成与所述子流道331方向一致的多个流通通道42，相邻的所述流通通道42通过设置在所述散热鳍片4上的孔43连通，以使得多个流通通道42彼此连通。

散热鳍片4可由铝板折弯得到，孔43冲压得到。散热鳍片4通过钎焊固定于子流道331内，这种结构不仅能够增加换热面积，增强换热系数，还能够增强动力电池冷却板10的结构强度，提高动力电池冷却板10的耐压等级。

冷却板上板1、冷却板下板2可采用铝板，所述冷却板上板1与冷却板下板2可能过钎焊等工艺装配成一体。

制冷剂流入动力电池冷却板10后，在内部蒸发吸热，吸收动力电池的热量，对其进行冷却降温，同时制冷剂气化成为气体。在流道3内部，制冷剂走向如图5所示，制冷剂为冷热交替走向，有利于动力电池的均温性。

本实用新型实施例还提供一种动力电池冷却系统，其包括上述的动力电池冷却板10。

如图6所示，本实用新型实施例还提供一种动力电池冷却系统，包括空调压缩机20、冷凝器30、第一膨胀阀40、空调蒸发器50、第一温度传感器60、第二膨胀阀70、第二温度传感器80及上述的动力电池冷却板10，所述空调压缩机20的出口与所述冷凝器30的入口连接，所述冷凝器30的出口分别与所述第一膨胀阀40的入口及第二膨胀阀70的入口连接，所述第一膨胀阀40的出口连接所述空调蒸发器50的入口，所述空调蒸发器50的出口连接所述空调压缩机20的入口，所述第二膨胀阀70的出口连接所述动力电池冷却板10的制冷剂入口11，所述动力电池冷却板10的制冷剂出口12连接所述空调压缩机20的入口。

所述第一温度传感器60布置在所述空调蒸发器50的出口侧，所述第二温度传感器80布置在所述动力电池冷却板10的制冷剂出口12侧。

动力电池冷却系统中的各元件都通过制冷管路(铝管或铜管)及螺栓螺母等紧固件连接在系统中。制冷剂分别经过空调压缩机20、冷凝器30，并联流入空调蒸发器50与动力电池冷却板10，制冷剂在动力电池冷却板10内完成一轮蒸发吸热，冷却动力电池，随后从管路中流出，与空调蒸发器50的制冷剂汇流后流入空调压缩机20，完成一个循环。

在一实施例中，还可以在空调压缩机20的入口侧连接一个气液分离器90。以实现制冷剂流回空调压缩机20前的气液分离，避免空调压缩机发生液击。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池冷却板，其特征在于，包括扣合连接的冷却板上板及冷却板下板，所述冷却板下板的内侧设置有向背离所述冷却板上板的方向凹陷的流道，所述流道具有入口区、出口区及连接在所述入口区与出口区之间的循环区，所述冷却板上板上设置有制冷剂入口及制冷剂出口，所述制冷剂入口与所述入口区连通，所述制冷剂出口与所述出口区连通，所述循环区包括相互串联的多个子流道，相邻两个所述子流道的制冷剂流动方向相反，制冷剂由所述制冷剂入口流入所述入口区，流经所述循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口。

2.根据权利要求1所述的动力电池冷却板，其特征在于，多个所述子流道与动力电池的多个单体电池一一对应设置。

3.根据权利要求1所述的动力电池冷却板，其特征在于，制冷剂由所述入口区首先流入距离所述入口区最远的一个所述子流道。

4.根据权利要求3所述的动力电池冷却板，其特征在于，由多个所述子流道相互串联构成的通路上，距离所述入口区最远的一个所述子流道的下一个子流道距离所述入口区最近。

5.根据权利要求4所述的动力电池冷却板，其特征在于，由多个所述子流道相互串联构成的通路上，最尾端的子流道与距离所述入口区最远的一个所述子流道邻接。

6.根据权利要求1所述的动力电池冷却板，其特征在于，所述动力电池冷却板还包括一一对应地设置在每个所述子流道内的散热鳍片。

7.根据权利要求6所述的动力电池冷却板，其特征在于，所述散热鳍片具有并排设置的多个折弯，所述折弯呈“几”字形，多个所述折弯沿所述散热鳍片的宽度方向连续相接，以在所述散热鳍片上形成与所述子流道方向一致的多个流通通道，相邻的所述流通通道通过设置在所述散热鳍片上的孔连通。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的动力电池冷却板，其特征在于，所述入口区包括第一入口区及第二入口区，所述制冷剂入口包括第一制冷剂入口及第二制冷剂入口，所述第一制冷剂入口与所述第一入口区连通，所述第二制冷剂入口与所述第二入口区连通，所述循环区包括位于所述入口区两侧的第一循环区及第二循环区；

由所述第一制冷剂入口流入所述第一入口区的制冷剂，流经所述第一循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口，由所述第二制冷剂入口流入所述第二入口区的制冷剂，流经所述第二循环区后经所述出口区流出所述制冷剂出口。

9.一种动力电池冷却系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的动力电池冷却板。

10.一种动力电池冷却系统，其特征在于，包括空调压缩机、冷凝器、第一膨胀阀、空调蒸发器、第一温度传感器、第二膨胀阀、第二温度传感器及权利要求1-8任意一项所述的动力电池冷却板，所述空调压缩机的出口与所述冷凝器的入口连接，所述冷凝器的出口分别与所述第一膨胀阀的入口及第二膨胀阀的入口连接，所述第一膨胀阀的出口连接所述空调蒸发器的入口，所述空调蒸发器的出口连接所述空调压缩机的入口，所述第二膨胀阀的出口连接所述动力电池冷却板的制冷剂入口，所述动力电池冷却板的制冷剂出口连接所述空调压缩机的入口；

所述第一温度传感器布置在所述空调蒸发器的出口侧，所述第二温度传感器布置在所述动力电池冷却板的制冷剂出口侧。

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