CN210778894U - 冷媒直冷装置及电池供电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷媒直冷装置及电池供电系统。该冷媒直冷装置包括散热组件、设置在所述散热组件上的冷媒进管和冷媒出管，所述散热组件包括平行相对设置的第一集流管和第二集流管、设置在所述第一集流管和所述第二集流管之间的散热管，所述冷媒直冷装置还包括设置在所述散热管上的均温板。该电池供电系统包括动力电池和冷媒直冷装置，所述动力电池设置在所述均温板上。该冷媒直冷装置采用均温板将动力电池的热量均匀传递到每一条散热管，通过散热管内的冷媒蒸发吸热，进而完成对动力电池的均匀冷却，使得冷却效果较均匀且冷却效率较高。

Description

冷媒直冷装置及电池供电系统

技术领域

本实用新型涉及散热冷却技术领域，尤其涉及一种冷媒直冷装置及电池供电系统。

背景技术

新能源电动汽车中的动力电池在工作过程中会产生热量，长时间发热会降低动力电池的使用寿命，产生安全隐患。因此，需要热交换冷却装置来保证动力电池的工作性能。

目前动力电池采用的冷却方式主要包括风冷和液冷两种。风冷主要是利用风机从乘员舱或者外部环境导入风量到电池包内，以实现散热目的，这种冷却方式简单，但是冷却效率低，动力电池的电芯温差大，不适用高能量型和高功率型电池。液冷主要是通过板式交换器用冷媒把冷冻液冷却，冷冻液通过水泵带动进入电池包，以实现对电池包内的电芯进行冷却的目的，这种冷却方式需要先进行冷媒和冷冻液的热交换，再进行冷冻液和电芯的热交换，存在冷却效率低和能耗大的缺点，且冷冻液泄露容易造成电池短路。此外，冷媒在板式交换器内流动，其冷却过程会蒸发形成过热气体，前端的动力电池可被冷却，而后端的动力电池无法被冷却，导致冷却后的动力电池不同位置的温度不均匀，影响动力电池的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型提供一种冷媒直冷装置及电池供电系统，以解决当前热交换冷却方式中存在的冷却效率低和冷却效果不均匀的问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种冷媒直冷装置，包括散热组件、设置在所述散热组件上的冷媒进管和冷媒出管，所述散热组件包括平行相对设置的第一集流管和第二集流管、设置在所述第一集流管和所述第二集流管之间的散热管，所述冷媒直冷装置还包括设置在所述散热管上的用于放置放热部件的均温板。

优选地，所述均温板平行间隔设置，且数量不少于两块。

优选地，所述冷媒直冷装置还包括设置在所述均温板上的导热件。

优选地，所述导热件为硅胶导热垫或者涂覆在所述均温板上的导热涂层。

优选地，所述冷媒进管设置在所述第一集流管的一端上，所述冷媒出管设置在所述第一集流管的另一端上。

优选地，所述冷媒进管设置在所述第一集流管的一端上，所述冷媒出管设置在所述第二集流管上远离所述冷媒进管的一端上。

优选地，所述散热管平行间隔设置，且数量不少于两根，所述均温板与所述散热管垂直。

优选地，所述散热管为扁平状散热管，所述扁平状散热管包括并排设置的至少两条散热通道。

优选地，所述散热管为口琴管。

为解决相同的问题，本实用新型还提供一种电池供电系统，包括动力电池和上述的冷媒直冷装置，所述动力电池设置在所述均温板上。

本实用新型所提供的冷媒直冷装置中，在利用该散热组件对放热部件进行散热的过程中，液态冷媒从冷媒进管进入散热管，在散热管内吸收放热部件的热量，蒸发形成气态冷媒，使得气态冷媒从冷媒出管排出，其冷却过程中直接采用冷媒进行冷却换热，冷却效率快。此外，散热管上设有用于放置放热部件的均温板，采用均温板可将放热部件产生的热量均匀传递给散热管，使得散热管内的冷媒进行冷却换热，使得放热部件各部位的冷却效果较均匀。

本实用新型所提供的电池供电系统中，在利用该散热组件对动力电池进行散热过程中，液态冷媒从冷媒进管进入散热管，在散热管内吸收动力电池的热量，蒸发形成气态冷媒，使得气态冷媒从冷媒出管排出，其冷却过程中直接采用冷媒进行冷却换热，冷却效率快。此外，散热管上设有用于放置动力电池的均温板，采用均温板可将动力电池产生的热量均匀传递给散热管，使得散热管内的冷媒进行冷却换热，使得动力电池各部位的冷却效果较均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所描述的附图作简单地介绍，显而易见地，下面附图所展示的内容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为本实用新型一实施例中冷媒直冷装置的一示意图；

图2为图1中散热管的一示意图；

图3为本实用新型一实施例中电池供电系统的一示意图。

图中：10、散热组件；11、第一集流管；12、第二集流管；13、散热管；131、散热通道；20、冷媒进管；30、冷媒出管；40、均温板；50、导热件；60、动力电池。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“径向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出本实用新型一实施例中的冷媒直冷装置的示意图，请参阅图1，该冷媒直冷装置包括散热组件10、设置在散热组件10上的冷媒进管20和冷媒出管30，散热组件10包括平行相对设置的第一集流管11和第二集流管12、设置在第一集流管11和第二集流管12之间的散热管13，冷媒直冷装置还包括设置在散热管13上的用于放置放热部件的均温板40。

该冷媒直冷装置可用于对放热部件进行散热处理，该放热部件是可以产生热量的部件，具体可以为新能源电动汽车的动力电池60(如图3所示)，还可以是发动机或者其他工作过程可能产生大量热量的其他放热部件上，为方便描述，本实施例以动力电池60为例进行说明。

其中，冷媒是应用在冷冻控制系统(如空调系统)中用以传递热量，产生冷冻效果的流体。冷媒是两相流物质，潜热大，对流换热系数大，可在冷却过程中快速传递热量，提高热交换效率。

均温板40是设置在散热管13上的呈板状的用于传导热量的部件。其中，均温板40可以是铜基板、铝基板、铜铝复合板、不锈钢基板或其他导热率高、散热效果好的金属板。均温板40上可放置动力电池60或者其他放热部件，以将动力电池60或者其他放热部件产生的热量通过均温板40传递在散热管13，使得与均温板40接触的散热管13接收到的热量较均匀，使得动力电池60或者其他放热部件的冷却效果较均匀，避免动力电池60或者其他放热部件各部分冷却效果不均匀的问题。

本实施例中，散热组件10包括平行相对设置的第一集流管11和第二集流管12、以及用于连接第一集流管11和第二集流管12的散热管13，通过第一集流管11、第二集流管12和散热管13形成供冷媒流动的通道，在利用散热组件10对动力电池60或者其他放热部件进行散热的过程中，液态冷媒从冷媒进管20进入散热管13，在散热管13内吸收动力电池60或者其他放热部件的热量，蒸发形成气态冷媒，使得气态冷媒从冷媒出管30排出，其冷却过程中直接采用冷媒进行冷却换热，冷却效率快。此外，散热管13上设有用于放置动力电池60或者其他放热部件的均温板40，采用均温板40可将动力电池60或者其他放热部件产生的热量均匀传递给散热管13，使得散热管13内的冷媒进行冷却换热，使得动力电池60或者其他放热部件各部位的冷却效果较均匀。

在一实施例中，均温板40平行间隔设置，且数量不少于两块，即冷媒直冷装置包括平行间隔设置的至少两块均温板40。每一均温板40上可放置一个放热部件，使得该冷媒直冷装置可同时对至少两个放热部件进行冷却热交换，可保证热交换效率。

在一实施例中，冷媒直冷装置还包括设置在均温板40上的导热件50。导热件50的上表面直接贴合于发热部件，能够充分地将热量传递到均温板40。

在一实施例中，导热件50为硅胶导热垫或者涂覆在均温板40上的导热涂层。硅胶导热垫具有良好的粘性和热传导率，能够填充缝隙，完成发热部件与均温板40之间的热传递，同时还起到减震、绝缘的作用。导热涂层是一种用于高温设备的高效导热涂料，可将导热涂层直接喷涂在均温板40的表面，形成耐高温导热涂层，提高均温板40的导热能力，且可形成一层坚硬保护壳，起到保护均温板40并提高发热部件的热传递效果的作用。

在一实施例中，如图1所示，冷媒进管20设置在第一集流管11的一端上，冷媒出管30设置在第一集流管11的另一端上。也即，冷媒进管20和冷媒出管30可以设置在第一集流管11的两端，液态冷媒从冷媒进管20进入第一集流管11，经过第一集流管11流入散热管13内，液态冷媒在散热管13内遇热蒸发，带走热量，最后变成气态冷媒从冷媒出管30导出。可以理解地，均温板40把热量分散到每一根散热管13后，从冷媒进管20进来的液态冷媒在散热管13内吸收热量蒸发，形成气态冷媒排出，从而完成发热部件的冷却。

在一实施例中，冷媒进管20设置在第一集流管11的一端上，冷媒出管30设置在第二集流管12上远离冷媒进管20的一端上。也即，冷媒进管20和冷媒出管30可以分别设置在第一集流管11和第二集流管12的对角端，液态冷媒从冷媒进管20进入第一集流管11，经过第一集流管11流入散热管13内，液态冷媒在散热管13内流动，形成回路，液态冷媒蒸发吸热，最后变成气态冷媒从设置在第二集流管12上的冷媒出管30导出。

在一实施例中，散热管13平行间隔设置，且数量不少于两根，均温板40与散热管13垂直，即散热组件10包括平行间隔设置的至少两根散热管13，每一均温板40与至少两根散热管13垂直。散热组件10由第一集流管11、第二集流管12和至少两根平行间隔设置的散热管13搭建而成，至少两根散热管13平行排列，两端分别连接第一集流管11和第二集流管12，采用至少两根并排设置的散热管13传输冷媒，使得冷媒的热交换效率更高。

可以理解地，需要至少两根散热管13均匀设置在第一集流管11和第二集流管12之间，且散热管13的数量越多越利于分散热量，同时需保证至少两根散热管13排布不能太密集，因此散热管13的数量应当根据均温板40的尺寸、第一集流管11和第二集流管12的尺寸以及发热部件的温度而定。每一均温板40与至少两根散热管13垂直，使得设置在每一均温板40上的放热部件可通过均温板40与至少两根散热管13进行冷却热交换，保证热交换效率。

进一步地，平行间隔设置的至少两根散热管13之间的间隔相同，使得设置在至少两根散热管13上的每一均温板40可以更均匀传递热量，保证散热的均匀性。

在一实施例中，散热管13为扁平状散热管，扁平状散热管包括并排设置的至少两条散热通道131。采用扁平状散热管传输冷媒进行热交换时，扁平状散热管与均温板40贴合时接触面积更大，更有利于快速传递热量。每一扁平状散热管上设有至少两个散热通道131，可将冷媒分隔成多个细小支流进行传输，其热交换效率会明显高于不分流时的热交换效率，散热通道131的数量越多越利于分散热量，具体应当根据实际需要而定。

在一实施例中，散热管13为口琴管。如图2所示，口琴管为扁平状散热管的一种，内部设置有多条散热通道131，用于增加散热路径。多条散热通道131可将热量充分分流，提升散热效率。

在一实施例中，提供一种电池供电系统，该电池供电系统可应用在新能源电动汽车上。如图3所示，电池供电系统包括动力电池60和上述实施例中的冷媒直冷装置，动力电池60设置在均温板40上。可以理解地，动力电池60放置在均温板40上，动力电池60工作时产生的热量通过均温板40均匀传递到散热管13上，液态冷媒从冷媒进管20进入散热管13后，在散热管13内吸收动力电池60传递给散热管13的热量，蒸发吸热，形成气态冷媒从冷媒出管30排出，其冷却过程直接采用冷媒进行冷却换热，冷却效率高；而均温板40将动力电池60的热量均匀地传递给散热管13，使得冷却后的动力电池60各部分的冷却效果较均匀。

作为一示例，如图3所示，均温板40、导热件50、动力电池60从下到上一一对应排列，均温板40和导热件50均为长方形，其尺寸和数量根据动力电池60匹配设计。具体地，均温板40和导热件50的数量与动力电池60相同，其形状和尺寸按照动力电池60的形状和尺寸裁剪。也就是，散热管13的上表面设置有与动力电池60形状、数量相同的均温板40，均温板40上表面也设置有与动力电池60形状、数量相同的导热件50。可以理解地，至少两块均温板40均匀设置于散热组件10的上表面，导热件50与动力电池60的电芯直接接触，当电池电芯发热时，导热件50把热量均匀地传递给均温板40，每一均温板40再把热量分散给至少两根散热管13，通过散热管13内的冷媒吸热蒸发，以完成冷却换热过程，使得冷却换热过程效率较高且冷却效果较均匀。

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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷媒直冷装置，包括散热组件、设置在所述散热组件上的冷媒进管和冷媒出管，其特征在于，所述散热组件包括平行相对设置的第一集流管和第二集流管、设置在所述第一集流管和所述第二集流管之间的散热管，所述冷媒直冷装置还包括设置在所述散热管上的用于放置放热部件的均温板。

2.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述均温板平行间隔设置，且数量不少于两块。

3.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述冷媒直冷装置还包括设置在所述均温板上的导热件。

4.如权利要求3所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述导热件为硅胶导热垫或者涂覆在所述均温板上的导热涂层。

5.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述冷媒进管设置在所述第一集流管的一端上，所述冷媒出管设置在所述第一集流管的另一端上。

6.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述冷媒进管设置在所述第一集流管的一端上，所述冷媒出管设置在所述第二集流管上远离所述冷媒进管的一端上。

7.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述散热管平行间隔设置，且数量不少于两根，所述均温板与所述散热管垂直。

8.如权利要求1所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述散热管为扁平状散热管，所述扁平状散热管包括并排设置的至少两条散热通道。

9.如权利要求8所述的冷媒直冷装置，其特征在于，所述散热管为口琴管。

10.一种电池供电系统，其特征在于，包括动力电池和权利要求1-9任一项所述的冷媒直冷装置，所述动力电池设置在所述均温板上。

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