CN210296566U - 冷却板和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电动汽车电池技术领域，提供一种冷却板和电池包，该冷却板包括：进水集流管；出水集流管；多个冷却管，插接于进出水集流管之间；均流片，设于进水集流管内，具有沿进水集流管的长度方向延伸的底壁和与底壁形成U型的两侧壁，均流片沿其延伸方向的两端分别具有向其外壁凸起的折弯端面，折弯端面和两侧壁分别与进水集流管的内壁固定，均流片的内壁与进水集流管的部分内壁之间形成流道，均流片的外壁与进水集流管的部分内壁之间形成供多个冷却管插入的空间；底壁沿其延伸方向设有多个均流孔，且出水端的均流孔数量大于进水端的均流孔数量。本实用新型的冷却板能够实现良好的均流作用，且具有流道结构简单、可扩展性强的优点。

Description

冷却板和电池包

技术领域

本实用新型涉及电动汽车电池技术领域，具体地说，涉及一种冷却板和使用该冷却板的电池包。

背景技术

新能源汽车技术快速发展，已得到越来越多的关注和认可。动力电池系统作为新能源汽车的驱动系统，更是新能源汽车发展过程中急需研究的重点。动力电池系统一般由多个电池模组通过串、并联的方式达到要求的电压及容量。动力电池系统在为新能源汽车提供驱动力的能量转换过程中，转换效率并不能达到100％，相当一部分能量以热损耗的形式消耗。特别是在快速充放电及高速行驶工况下，会产生大量的热量。而且，高续航、结构紧凑、能量密度大等需求对动力电池系统提出了越来越高的技术要求。为了保证新能源汽车安全、性能稳定、优异地运行，必须对电池模组进行有效地冷却，控制电池模组始终工作在合适的温度范围内。

现有技术中，电池模组的冷却板多为数块较小尺寸的水冷板，根据电池模组的布置及电池包容量，通过快插接头及尼龙管组成的管道系统连接起来。单块水冷板多为下冷却主体加上盖板组成，两者通过真空钎焊或搅拌摩擦焊焊接成一体，下冷却主体内开设流道，流道结构弯曲复杂，水冷板厚度方向尺寸难以做小，且水冷板重量大。另外，多块水冷板间的连接管路系统复杂，流阻大、成本高、泄露风险点多。

需要说明的是，在上述背景技术部分申请的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种冷却板和使用该冷却板的电池包，以实现良好的均流冷却作用，并简化流道结构、增加可扩展性。

根据本实用新型的一个方面，提供一种冷却板，包括：一进水集流管；一出水集流管，与所述进水集流管平行设置；多个冷却管，插接于所述进水集流管和所述出水集流管之间；以及一均流片，设于所述进水集流管内，具有一沿所述进水集流管的长度方向延伸的底壁和与所述底壁形成U型的两侧壁，所述均流片沿其延伸方向的两端分别具有向其外壁凸起的折弯端面，所述折弯端面和两所述侧壁分别与所述进水集流管的内壁固定，所述均流片的内壁与所述进水集流管的部分内壁之间形成流道，所述均流片的外壁与所述进水集流管的部分内壁之间形成供多个所述冷却管插入的空间；所述底壁沿其延伸方向设有多个均流孔，且所述底壁的出水端的均流孔的数量大于其进水端的均流孔的数量。

优选地，上述的冷却板中，所述底壁的进水端的内表面设有多个沿其延伸方向分布且各自迎向水流方向的挡片。

优选地，上述的冷却板中，所述底壁的进水端的均流孔的孔径小于其出水端的均流孔的孔径。

优选地，上述的冷却板中，所述底壁的内表面设有多个沿水流方向的且抵接所述进水集流管的内壁的支撑片。

优选地，上述的冷却板中，所述进水集流管是方形管，所述进水集流管与所述出水集流管相对的第一管面开设有多个槽孔，每个所述槽孔中插接一所述冷却管。

优选地，上述的冷却板中，所述冷却管的端部弯折，所述槽孔的两端设有用于限位所述冷却管的端部插入至所述空间中的限位点。

优选地，上述的冷却板中，所述进水集流管的第一管面沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视所述均流片的弯折端面的第一检视窗；以及，所述进水集流管的与其第一管面相连的两个相对管面沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视所述均流片的侧壁的第二检视窗。

优选地，上述的冷却板中，所述冷却管为扁平管，多个所述冷却管排列形成一平面，每个所述冷却管的内部腔体沿其延伸方向划分为多个冷却通道。

优选地，上述的冷却板还包括：进水口接头，与所述进水集流管的进水口连通，且所述进水集流管的相对其进水口的端口盖设有封盖；以及，出水口接头，与所述出水集流管的出水口连通，且所述出水集流管的相对其出水口的端口盖设有封盖。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种电池模组，包括：电池模组；以及上述的冷却板，通过导热绝缘件设于所述电池模组的下方。

本实用新型与现有技术相比的有益效果至少包括：

冷却板通过平行设置的进出水集流管和插接于进出水集流管之间的多个冷却管实现简化流道结构；

进水集流管内设有均流片，均流片的内壁与进水集流管的内壁之间形成流道，均流片的外壁与进水集流管的内壁之间形成供冷却管插入的空间，通过均流片上设置的多个均流孔，实现多个冷却管的均流冷却效果；

均流片的均流孔、冷却管的数量、长度、宽度等均可以根据需要进行调整，具有极大的可扩展性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本实用新型实施例中一种冷却板的结构示意图；

图2示出本实用新型实施例中均流片的结构示意图；

图3示出图2中A区域的局部放大图；

图4示出本实用新型实施例中均流片与进水集流管的组装示意图；

图5示出本实用新型实施例中进水集流管的结构示意图；

图6示出图5中B区域的局部放大图；

图7示出本实用新型实施例中冷却管的结构示意图；

图8示出图7中C区域的局部放大图；

图9示出本实用新型实施例中进水口接头的结构示意图；

图10示出本实用新型实施例中另一种冷却板的结构示意图；

图11示出本实用新型实施例中另一种均流片的结构示意图

图12示出本实用新型实施例中又一种冷却板的结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本实用新型的目的，是克服现有技术中电池冷却板流道复杂、流阻大、重量大、成本高、泄露风险点多等问题，提供一种具有流道结构简单、具有良好的均流效果、可扩展性强、成本低等优点的冷却板。

图1示出实施例中冷却板的结构示意，图2示出均流片的结构示意，图3示出图2中A区域的放大示意，图4示出均流片与进水集流管的组装示意。结合图1至图4所示，本实施例中冷却板包括：

一进水集流管1，一与进水集流管1平行设置的出水集流管2，插接于进水集流管1和出水集流管2之间的多个冷却管3。冷却时，冷却液从进水集流管1进入，分别流向多个冷却管3，再从出水集流管2流出，完成一个冷却循环。

一均流片4，设于进水集流管1内，均流片4具有一沿进水集流管1的长度方向延伸的底壁41和与底壁41形成U型的两侧壁42，底壁41和两侧壁42形成了U型的均流片4。均流片4沿其延伸方向的两端分别具有向其外壁凸起的折弯端面。图2中A区域和图3示意出了一个折弯端面的结构。折弯端面整体向均流片4的外壁凸起，从而折弯端面处的外壁41便于与进水集流管1的内壁固定。折弯端面和两侧壁42分别与进水集流管1的内壁固定，均流片4的折弯端面和侧壁42可以通过钎焊工艺固定至进口集流管1的内壁。均流片4的内壁与进水集流管1的部分内壁之间形成流道P₁，均流片4的外壁与进水集流管1的部分内壁之间形成供多个冷却管3插入的空间P₂。具体来说，U型的均流片4的内壁与其内壁相对的进水集流管1的内壁部分之间形成了供冷却液流通的流道P₁，而U型的均流片4的外壁与其外壁相对的进水集流管1的内壁部分之间形成了供冷却管3插入的空间P₂。

均流片4的底壁41沿其延伸方向设有多个均流孔411，且底壁41的出水端41b的均流孔411的数量大于其进水端41a的均流孔411的数量。也即沿着冷却液的流动方向，即水流方向x，底壁41上靠近出水端41b的均流孔411的数量大于靠近进水端41a的均流孔411的数量。从而，冷却液进入进水集流管1，沿水流方向x流动过程中，能通过均流片4设置的均流孔411均匀地流向各个冷却管3。在优选的实施例中，底壁41的进水端41a的均流孔411的孔径小于其出水端41b的均流孔411的孔径，以缓解进水端41a的流量大于出水端41b的流量而导致的影响均流效果的问题。均流孔411的形状可以是圆形、腰圆形和竖腰圆形。均流孔411的形状、位置、大小均可以根据各个冷却管3内的均流情况确定。总体上，沿水流方向x，靠近进水端41a，开设少量圆形的均流孔411，远离进水端41a，即靠近出水端41b，开设多个腰圆形的均流孔411。

进一步的，底壁41的进水端41a的内表面设有多个沿其延伸方向分布且各自迎向水流方向x的挡片412。迎向水流方向x是指，挡片412对冷却液有一定的阻挡作用，从而改变冷却液的流动方向，实现进水端41a和出水端41b处每个冷却管3内流量均匀。挡片412的形状可以是L型、反向L型、Z字型等。挡片412可以通过焊接或者铆接的方式固定在均流片4的底壁41上。挡片412的形状、位置、大小均可以根据各个冷却管3内的均流情况确定。

在一个实施例中，均流片4的底壁41的内表面设有多个沿水流方向x的且抵接进水集流管1的内壁的支撑片413。沿水流方向是指，支撑片413并不会阻挡冷却液的流动，仅起到支撑均流片4的作用。由于均流片4薄而长，容易变形，有了支撑片413的支撑作用，可以保证钎焊过程中，均流片4不变形，从而均流片4的内壁能与进水集流管1的内壁之间形成良好的流道P₁。需要注意的是，图中仅示意出了均流片4上的部分均流孔411、挡片412和支撑片413，图中的示意并不能视为对本实用新型的内容的限制。

在一个实施例中，进水集流管1和出水集流管2均是方形管。以进水集流管1为例，结合图5和图6所示，进口集流管1为长直管，其截面是长方形，进口集流管1的管壁上有钎料涂层，材质为4045，厚度为10％±2％管壁厚度。进水集流管1与出水集流管2相对的第一管面1a上开设有多个槽孔11，每个槽孔11中插接一冷却管3。另外，为方便均流片4与进水集流管1的焊接，进水集流管1的第一管面1a沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视均流片4的弯折端面焊接至其第一管面1a的第一检视窗12，进水集流管1的与其第一管面1a相连的两个相对管面1b沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视均流片4的侧壁42焊接至其相应的管面1b的第二检视窗13。通过第一检视窗12，可以检视均流片4的弯折端面的底壁41部分与进水集流管1的第一管面1a的焊接可靠性，通过第二检视窗13，可以检视均流片4的侧壁42与进水集流管1的相应的管面1b的焊接可靠性。

在本实施例中，进口集流管1的第一管面1a开设了16个槽孔11，每4个槽孔11为一个局部区域，共4个局部区域。槽孔11的作用是为了连通冷却管3，并为冷却管3提供焊接连接面。在其他实施例中，槽孔11的数量和布局可以根据需要进行调整。

出水集流管2的一个管面上也开设有与进水集流管1的槽孔11的数量和布局一致的槽孔，此处不再重复说明。

结合图7和图8所示，适配于进水集流管1和出水集流管2上开设的槽孔11，冷却管3的端部弯折，槽孔11的两端设有用于限位冷却管3的端部插入至均流片4的外壁与进水集流管1的内壁之间形成的空间P₂中的限位点111。每个槽孔11上都有两个限位点111，限位点111的作用是控制冷却管3的插入深度。冷却管3优选地为扁平管，多个冷却管3排列形成一平面。冷却管3整体形成为口琴管结构，其两端3a和3b有折弯，便于与进水集流管1和出水集流管2连接。冷却管3的中间段为平直面，中间段的上方可以布置电池模组，两者间用导热绝缘材料填充。这种布置方式，可以高效带走电池模组的发热量，控制电池模组工作在合理的温度范围内。本实施例中一共有16根冷却管3，分别插入进水集流管1和出水集流管2对应的槽孔内，形成16条并联流道。

在一个实施例中，每个冷却管3的内部腔体沿其延伸方向划分为多个冷却通道31。如本实施例中每根冷却管3又被分成15个狭小冷却通道31。冷却通道31的个数及冷却管3的根数并不是唯一的，可以根据冷却板的总体尺寸及均流情况确定。

进一步的，结合图1和9所示，冷却板还包括进水口接头5和出水口接头6。进水口接头5与进水集流管1的进水口连通，且进水集流管1的相对其进水口的端口盖设有封盖14。出水口接头6与出水集流管2的出水口连通，且出水集流管2的相对其出水口的端口盖设有封盖24。进水口接头5和出水口接头6的结构一致，以进水口接头5为例，包括连通的连接头51和连接块52，连接头51与动力电池系统的外部管路相连接，连接块52与进水集流管1相连。连接头51和连接块52通过型材挤出模具成型，再配合机加工工艺达到要求的精度。连接头51和连接块52可采用高频焊或火焰焊工艺焊接。

上述冷却板的各个零部件都为铝合金材质，相关部位连接都采用钎焊方式实现。其中，进水口接头5和出水口接头6各自通过卡箍及一小段橡胶管与动力电池系统的外部冷却管路相连，进水口接头5和出水口接头6的中部还设计有圆环段，用于橡胶管的安装定位。进水集流管1和出水集流管2是截面积为长方形的长直管路，是冷却液流动过程中的进出水总管路。进水集流管1内安装有均流片4，均流片4的作用是使数根冷却管3内的冷却流量均匀，通过相应的均流孔411及挡片412实现。冷却板布置在电池模组下方，但不是直接接触，两者间还有绝缘导热材料及其他的防泄漏结构。两个封盖14和24分别位于进水集流管1和出水集流管2的尾部，用于形成封闭的冷却流动回路。

上述的冷却板工作时，冷却液由动力电池系统外部的水泵提供驱动力，从进水口接头5进入，流经进水集流管1，由进水集流管1内的均流片4分流后，均匀地流进各根冷却管3，再汇聚到出水集流管2，从出水口接头6流出，再进入外部的管路系统，形成一个完整的冷却循环，带走电池包生成的热量。

上述的冷却板的各个零部件的材质都是AA3003，具有良好的成形能力、焊接性和高抗腐蚀性。冷却板采用整体钎焊成型，体积小、重量轻、成本低，而且简化电池包装配。动力电池系统内无需使用快插和尼龙管，泄露风险大大降低，安全性高。此外，冷却板绝大部分为并联管路，通过内置的均流片3控制管路间的流量均匀，整个冷却板内流阻小。而且，该种冷却板便于做模块化设计，根据电池模组的布局，局部相应加长或缩短即可。

例如，在一个实施例中，参照图10所示的冷却板和图11所示的均流片，相对前述实施例，本实施例冷却板的总体尺寸减小，冷却管3由16根减少至12根，进水集流管1和出水集流管2也相应缩短。均流片4也相应缩短，其上设置的挡片412、均流孔411和支撑片413根据冷却管3内的均流情况做局部细小调整即可。

再如，在一个实施例中，参照图12所示的冷却板，相对前述实施例，修改了冷却管3的设计。本实施例中冷却管3的宽度增大，总根数由16根减少至12根，每3根为一个局部区域，共4个局部区域。

通过上述举例可知，本实用新型的冷却板便于做模块化设计，根据电池模组的布局，冷却板相应增长或减短，局部调整即可。

本实用新型还提供一种电池包，其包括电池模组和通过导热绝缘件设于电池模组的下方的冷却板。根据电池模组的尺寸设计，冷却板可以选用上述任意实施例所描述的，或者其他相应调整结构的冷却板。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷却板，其特征在于，包括：

一进水集流管；

一出水集流管，与所述进水集流管平行设置；

多个冷却管，插接于所述进水集流管和所述出水集流管之间；以及

一均流片，设于所述进水集流管内，具有一沿所述进水集流管的长度方向延伸的底壁和与所述底壁形成U型的两侧壁，所述均流片沿其延伸方向的两端分别具有向其外壁凸起的折弯端面，所述折弯端面和两所述侧壁分别与所述进水集流管的内壁固定，所述均流片的内壁与所述进水集流管的部分内壁之间形成流道，所述均流片的外壁与所述进水集流管的部分内壁之间形成供多个所述冷却管插入的空间；

所述底壁沿其延伸方向设有多个均流孔，且所述底壁的出水端的均流孔的数量大于其进水端的均流孔的数量。

2.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述底壁的进水端的内表面设有多个沿其延伸方向分布且各自迎向水流方向的挡片。

3.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述底壁的进水端的均流孔的孔径小于其出水端的均流孔的孔径。

4.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述底壁的内表面设有多个沿水流方向的且抵接所述进水集流管的内壁的支撑片。

5.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述进水集流管是方形管，所述进水集流管与所述出水集流管相对的第一管面开设有多个槽孔，每个所述槽孔中插接一所述冷却管。

6.如权利要求5所述的冷却板，其特征在于，所述冷却管的端部弯折，所述槽孔的两端设有用于限位所述冷却管的端部插入至所述空间中的限位点。

7.如权利要求5所述的冷却板，其特征在于，所述进水集流管的第一管面沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视所述均流片的弯折端面的第一检视窗；以及

所述进水集流管的与其第一管面相连的两个相对管面沿其延伸方向的两端分别开设有用于检视所述均流片的侧壁的第二检视窗。

8.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，所述冷却管为扁平管，多个所述冷却管排列形成一平面，每个所述冷却管的内部腔体沿其延伸方向划分为多个冷却通道。

9.如权利要求1所述的冷却板，其特征在于，还包括：

进水口接头，与所述进水集流管的进水口连通，且所述进水集流管的相对其进水口的端口盖设有封盖；

出水口接头，与所述出水集流管的出水口连通，且所述出水集流管的相对其出水口的端口盖设有封盖。

10.一种电池包，其特征在于，包括：

电池模组；

如权利要求1-9任一项所述的冷却板，通过导热绝缘件设于所述电池模组的下方。

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