CN210805957U - 一种电池模组液冷板及液冷电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池模组液冷板，包括本体，所述本体设有进水口和出水口，所述出水口靠近所述进水口设置；所述本体内成型有第一流道和第二流道，所述进水口分别与所述第一流道的进水端、所述第二流道的进水端相连通，所述出水口分别与所述第一流道的出水端、所述第二流道的出水端相连通；所述第一流道位于所述进水口与所述出水口之间，所述本体具有换热面，所述第二流道对应所述换热面延伸布置在所述本体内。本实用新型能够优化液冷板的结构设计，使其布置在液冷电池包内时，既能减少液冷板之间的温差，又能避免管路数量的增多，同时优化液冷电池包内液冷板的管路布置。本实用新型还提供了一种液冷电池包。

Description

一种电池模组液冷板及液冷电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池模组液冷板及液冷电池包。

背景技术

目前液冷电池包中往往有多个液冷板，按多个液冷板之间的液体流动路径可分为以下两种布置方式：

串联式管路布置，如图1b所示，所有的冷却液按液冷板之间的串联管路依次流经各液冷板，由于液冷系统总成的流阻较大，且各液冷板间的温差较大，导致各模组间温度均匀性较差，影响电芯的一致性和电池组的寿命。

并联式管路布置，如图2b所示，液冷板的进出水口分别连接进水管和出水管，虽然液冷系统总成流阻较小，各液冷板间的温差较小，电池组间温差较小，但需要两路水管，布置空间需求大，结构复杂，成本较高。

在对现有技术的研究中，本实用新型的发明人发现，以上两种管路布置方式的问题源于液冷板的结构设计，如图1a和图2a所示，现有的液冷板结构简单，板式结构仅具备进水口1′、出水口2′和换热面3′下的内部流道，这种设计导致无论是采用串联式管路布置还是并联式管路布置，液冷电池包都会存在相应的缺陷，因此有必要对液冷板进行改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池模组液冷板及液冷电池包，以解决现有的液冷板结构设计呆板导致液冷电池包存在缺陷的技术问题，本实用新型能够优化液冷板的结构设计，使其布置在液冷电池包内时，既能减少液冷板之间的温差，又能避免管路数量的增多，同时优化液冷电池包内液冷板的管路布置。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种电池模组液冷板，包括本体，所述本体设有进水口和出水口，所述出水口靠近所述进水口设置；所述本体内成型有第一流道和第二流道，所述进水口分别与所述第一流道的进水端、所述第二流道的进水端相连通，所述出水口分别与所述第一流道的出水端、所述第二流道的出水端相连通；所述第一流道位于所述进水口与所述出水口之间，所述本体具有换热面，所述第二流道对应所述换热面延伸布置在所述本体内。

作为优选方案，所述第一流道的进水端和出水端所形成的直线与所述进水口和所述出水口所形成的直线平行或重合。

作为优选方案，所述第一流道设有用于固定或调节所述第一流道的进水端的入水口截面积的流量调节机构。

作为优选方案，所述流量调节机构包括凸起柱体，所述凸起柱体设于所述第一流道的进水端；

所述凸起柱体与所述第一流道的流道壁之间形成有连通所述进水口和所述第一流道的通道，所述通道的用于连通所述进水口的通道口形成所述入水口。

作为优选方案，所述本体包括相连接的换热部和分流部；所述换热面位于所述换热部，所述第二流道延伸布置在所述换热部的空腔内，所述进水口、所述出水口、所述第一流道位于所述分流部。

作为优选方案，所述分流部上设有换热隔离区，所述换热隔离区位于所述第一流道与所述换热部的空腔之间。

作为优选方案，所述换热隔离区上设有贯穿所述本体上下表面的隔温通孔。

作为优选方案，所述换热部与所述分流部一体注模成型，且所述分流部的面积小于所述换热部的面积。

作为优选方案，所述本体包括上层板和下层板，所述下层板成型有形成所述第一流道的第一沟槽、形成所述第二流道的若干第二沟槽。

本实用新型实施例还提供了一种液冷电池包，包括冷却液进水端、冷却液出水端以及若干如上述的电池模组液冷板；

若干所述电池模组液冷板的进水口依次通过管道串联连接所述冷却液进水端，若干所述电池模组液冷板的出水口依次通过管道串联连接所述冷却液出水端。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型提供了一种电池模组液冷板，通过对液冷板进行改进，在所述本体内设计所述第一流道和所述第二流道，所述第一流道用作主流道，所述第二流道用作副流道，在所述冷却液从所述进水口流入所述本体内之后，一部分冷却液经过主流道直接从所述出水口流出，不参与所述本体的换热，另一部分冷却液则经过副流道进入所述本体的换热区域，与所述本体进行充分的热交换作用后，经过所述出水口流出所述本体。这样在所述电池模组液冷板内实现冷却液分流，当多个所述电池模组液冷板通过串联式管路布置时，不仅可以降低串联式水路的流阻，还能够减少各个所述电池模组液冷板之间的进水口冷却液的温差，而且适用水管数量较少的串联式管路布置，无需如采用并联式管路布置导致水管数量多、布置空间需求大。

这样通过优化设计所述电池模组液冷板的结构，由所述第一流道实现水路的并联，所述第二流道的液冷板进行冷却/加热，不仅减小流阻和有效减小各电池模组液冷板间的入水口温差，而且在两个电池模组液冷板间使用串联管路布置方式，只需要一根水管，有效优化了并联式管路布置方式的数量、结构空间和成本，基于所述电池模组液冷板的优化，使得液冷电池包能够结合串联式和并联式液冷系统管路布置的优点，实现了能耗降低、性能提升和成本下降。

附图说明

图1a～1b展示了现有技术中的液冷板结构及液冷电池包的串联式管路布置；

图2a～2b展示了现有技术中的液冷板结构及液冷电池包的并联式管路布置；

图3是本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板的结构示意图；

图4是本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板的内部流道示意图；

图5是本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板的爆炸图；

图6是本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板的下层板的结构示意图；

图7是本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板的剖面图；

图8是图6中B处的局部放大图；

图9a～9b展示了本实用新型的一个实施例的电池模组液冷板装配管道及液冷电池包的串联式管路布置；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、本体；11、上层板；12、下层板；13、进水口；14、出水口；

2、隔温通孔；21、第一流道；22、第二流道；

3、凸起柱体；31、冷却液进水管道；32、冷却液出水管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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。

请参见图3、图4和图7，本实用新型实施例提供了一种电池模组液冷板，包括本体1，所述本体1设有进水口13和出水口14，所述出水口14靠近所述进水口13设置；所述本体1内成型有第一流道21和第二流道22，所述进水口13分别与所述第一流道21的进水端、所述第二流道22的进水端相连通，所述出水口14分别与所述第一流道21的出水端、所述第二流道22的出水端相连通；所述第一流道21位于所述进水口13与所述出水口14之间，所述本体1具有换热面，所述第二流道22对应所述换热面延伸布置在所述本体1内；其中，所述换热面可以是所述本体1的侧壁等，适用于与液冷电池包的电池模组进行换热。

在本实施例中，通过对液冷板进行改进，在所述本体1内设计所述第一流道21和所述第二流道22，所述第一流道21用作主流道，所述第二流道22用作副流道，在所述冷却液从所述进水口13流入所述本体1内之后，一部分冷却液经过主流道直接从所述出水口14流出，不参与所述本体1的换热，另一部分冷却液则经过副流道进入所述本体1的换热区域，与所述本体1进行充分的热交换作用后，经过所述出水口14流出所述本体1。这样在所述电池模组液冷板内实现冷却液分流，当多个所述电池模组液冷板通过串联式管路布置时，不仅可以降低串联式水路的流阻，还能够减少各个所述电池模组液冷板之间的进水口13冷却液的温差，而且适用水管数量较少的串联式管路布置，无需如采用并联式管路布置导致水管数量多、布置空间需求大。

请参见图7，在其中一种实施例中，为了减少各个电池模组液冷板之间的进水口13的冷却液温差，以及避免主流道上的冷却液参与换热，除了将所述进水口13与所述出水口14靠近设置，还应当最大程度地缩短所述第一流道21在所述本体1内的路径。因此，作为优选方案，所述第一流道21的进水端和出水端所形成的直线与所述进水口13和所述出水口14所形成的直线平行或重合，也即所述进水口13与所述出水口14之间的最短距离是所述第一流道21的流径长度。

在其中一种实施例中，为了更好的避免所述第一流道21(主流道)上的冷却液参与换热，所述分流部上设有换热隔离区，所述换热隔离区位于所述第一流道21与所述换热部的空腔之间。所述换热隔离区没有冷却液的流道，可以是真空区域或实心区域。

作为优选的，如图7和图8所示，所述换热隔离区上设有贯穿所述本体1上下表面的隔温通孔2。其中，所述隔温通孔2的形状包括但不限于矩形、圆形等等，由于所述第一流道21为直线型设计，因此采用矩形的隔温通孔2，这样通过设计所述隔温通孔2可以避免所述第一流道21的冷却液与整个所述本体1之间进行换热，从而有效地减小各液冷板间的进水口13冷却液温差，进而减小电池模组间的温差。

请参见图6至图8，在其中一种实施例中，所述第一流道21设有用于固定或调节所述第一流道21的进水端的入水口截面积的流量调节机构。

在本实施例中，主流道和副流道的冷却液流量比例根据液冷系统的散热需要计算后得出，主流道和副流道的冷却液流量比例通过所述流量调节机构进行调节，通过在主流道或副流道的进水端处设置流量调节机构，所述流量调节机构可以改变主流道的横截面积，从而实现主流道和副流道的流量比例调节。

作为优选的，所述流量调节机构包括凸起柱体3，所述凸起柱体3设于所述第一流道21的进水端；所述凸起柱体3与所述第一流道21的流道壁之间形成有连通所述进水口13和所述第一流道21的通道，所述通道的用于连通所述进水口13的通道口形成所述入水口。

其中，所述流量调节机构通过设计所述第一流道21中的凸起柱体3来调节主流道的流量，所述凸起柱体3可以是圆柱体，也可以是棱柱体等等，在所述本体1的结构成型之前铸造在所述第一流道21的进水端处，以用于改变主流道和副流道之间的流量比例。

请参见图4和图6，在其中一种实施例中，所述本体1包括相连接的换热部A和分流部B；所述换热面位于所述换热部A，所述第二流道22延伸布置在所述换热部A的空腔内，所述进水口13、所述出水口14、所述第一流道21位于所述分流部B。

在本实施例中，所述换热部A对应所述本体1的换热面，通过所述第二流道22内的冷却液与对应换热面进行热交换；所述分流部B位于所述换热部A的一端，呈凸起状结构，这种设计，一方面所述换热部A便于电池模组的放置，保证足够的换热面积，另一方面，所述分流部B便于管道的连接，降低安装难度。

可以理解的是，所述换热部A与所述分流部B一体注模成型，且所述分流部的面积小于所述换热部的面积。

请参见图5和图6，在其中一种实施例中，所述本体1包括上层板11和下层板12，所述下层板12成型有形成所述第一流道21的第一沟槽、新型所述第二流道22的若干第二沟槽。其中，所述本体1的材料为AL，所述下层板12通过所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述上层板11的密封以形成所述本体1的内部流道，所述上层板11有进出水口14，两层板通过焊接或胶粘实现密封。

请参见图9a～9b，本实用新型实施例还提供了一种液冷电池包，包括冷却液进水端、冷却液出水端以及若干如上述的电池模组液冷板；

若干所述电池模组液冷板的进水口13依次通过管道串联连接所述冷却液进水端，若干所述电池模组液冷板的出水口14依次通过管道串联连接所述冷却液出水端。

在其中任一所述电池模组液冷板中，进水口13能够通过一管道连接相邻的一电池模组液冷板的出水口14或冷却液进水管道31，出水口14能够通过另一管道连接相邻的一电池模组液冷板的出水口14或冷却液出水管道32。

在本实施例中，在将若干个所述电池模组液冷板组成所述液冷电池包时，若干个所述电池模组液冷板之间进行串联式管路布置，在其中任一所述电池模组液冷板内，一部分冷却液经过主流道直接从所述出水口14流出，不参与所述本体1的换热作用，另一部分冷却液则经过副流道进入所述本体1的换热区域，与所述本体1进行充分的热交换作用后，经过所述出水口14流出所述本体1。由所述第一流道21实现水路的并联，所述第二流道22的液冷板进行冷却/加热，不仅减小流阻和有利于减少各电池模组液冷板间的入水口温差，而且在两个电池模组液冷板间使用串联管路方式，只需要一根水管，有效优化了并联式管路布置方式的数量、结构空间和成本，结合了串联式和并联式液冷系统管路布置的优点，实现了能耗降低、性能提升和成本下降。

当然，可以理解的是，在本实用新型的基础上，还可通过一短管在所述电池模组液冷板外连通冷却液进水管道31与冷却液出水管道32，通过该短管实现第一流道21的外置和冷却液分流作用，在此不进行赘述。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组液冷板，其特征在于，包括本体，所述本体设有进水口和出水口，所述出水口靠近所述进水口设置；所述本体内成型有第一流道和第二流道，所述进水口分别与所述第一流道的进水端、所述第二流道的进水端相连通，所述出水口分别与所述第一流道的出水端、所述第二流道的出水端相连通；所述第一流道位于所述进水口与所述出水口之间，所述本体具有换热面，所述第二流道对应所述换热面延伸布置在所述本体内。

2.如权利要求1所述电池模组液冷板，其特征在于，所述第一流道的进水端和出水端所形成的直线与所述进水口和所述出水口所形成的直线平行或重合。

3.如权利要求1或2所述电池模组液冷板，其特征在于，所述第一流道设有用于固定或调节所述第一流道的进水端的入水口截面积的流量调节机构。

4.如权利要求3所述电池模组液冷板，其特征在于，所述流量调节机构包括凸起柱体，所述凸起柱体设于所述第一流道的进水端；

所述凸起柱体与所述第一流道的流道壁之间形成有连通所述进水口和所述第一流道的通道，所述通道的用于连通所述进水口的通道口形成所述入水口。

5.如权利要求1所述电池模组液冷板，其特征在于，所述本体包括相连接的换热部和分流部；所述换热面位于所述换热部，所述第二流道延伸布置在所述换热部的空腔内，所述进水口、所述出水口、所述第一流道位于所述分流部。

6.如权利要求5所述电池模组液冷板，其特征在于，所述分流部上设有换热隔离区，所述换热隔离区位于所述第一流道与所述换热部的空腔之间。

7.如权利要求6所述电池模组液冷板，其特征在于，所述换热隔离区上设有贯穿所述本体上下表面的隔温通孔。

8.如权利要求5所述电池模组液冷板，其特征在于，所述换热部与所述分流部一体成型，且所述分流部的面积小于所述换热部的面积。

9.如权利要求1或5所述电池模组液冷板，其特征在于，所述本体包括上层板和下层板，所述下层板成型有形成所述第一流道的第一沟槽、形成所述第二流道的若干第二沟槽。

10.一种液冷电池包，其特征在于，包括冷却液进水端、冷却液出水端以及若干如权利要求1～9任一项所述的电池模组液冷板；

若干所述电池模组液冷板的进水口依次通过管道串联连接所述冷却液进水端，若干所述电池模组液冷板的出水口依次通过管道串联连接所述冷却液出水端。

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