CN212461817U - 一种液冷板及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及动力电池领域，公开了一种液冷板及电池模组，液冷板上形成有用于冷却电池模组的冷却流道，冷却流道包括进液段、至少两条中部冷却段、至少两条端部冷却段、和排液段。中部冷却段呈回字形盘绕流道结构，进液段分别与各中部冷却段的进液端串接连通，各中部冷却段沿液冷板的长度方向间隔布置于液冷板的中部区域；各中部冷却段的出液端分别连通有一条端部冷却段，沿液冷板的长度方向，至少一条端部冷却段分布于液冷板的一端，剩余的端部冷却段分布于液冷板的另一端；排液段分别与各端部冷却段的出液端连通。本实用新型的液冷板能有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端的温差，使电池模组的不同位置的冷却均匀合理。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种液冷板及电池模组。
背景技术
动力电池作为新能源汽车的驱动源，其性能或寿命受温度影响较大。动力电池热管理系统主要用于实现动力电池的散热处理。其中，液冷板是热管理部件的关键。
如图1所示，目前常见的液冷板200的冷却设计方案为：电池模组100沿液冷板200的长度方向布置在液冷板200上，液冷板200的冷却流道201的结构设计为U字形，沿液冷板200的长度方向，冷却流道201内的冷却液能够由液冷板200的一端流到另一端，进而实现对电池模组100的冷却。其问题在于：1、对于单个电池模组100而言，电池模组100的中间位置为热量最高且散热能力最差的位置，现有的液冷板200的冷却液多从电池模组100的一端流向另一端，且流动距离越长冷却液温度越高，吸热降温能力越低，导致电池模组100的中间位置无法得到较好的散热处理；2、随着液冷板200内冷却流道201的延伸，冷却流道201内的冷却液沿流动方向因不断吸热而导致温度逐渐升高，进而导致冷却液对电池模组100的冷却能力逐渐下降，因此，沿冷却液的流动方向，冷却液对位于流动方向远端的电池模组100的冷却效果将明显变差，进而不利于电池模组100的性能稳定，并影响使用寿命。
因此，亟需提出一种液冷板及电池模组，能够有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却均匀合理。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提出一种液冷板，能够有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却均匀合理。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种液冷板，所述液冷板上形成有用于冷却电池模组的冷却流道，所述冷却流道包括；
进液段；
至少两条中部冷却段，分别呈回字形盘绕流道结构，所述进液段分别与各所述中部冷却段的进液端串接连通，以用于向各所述中部冷却段导入冷却液，且各所述中部冷却段沿所述液冷板的长度方向间隔布置于所述液冷板的中部区域；
至少两条端部冷却段，各所述中部冷却段的出液端处分别连通有一条所述端部冷却段，且沿所述液冷板的长度方向，至少一条所述端部冷却段分布于所述液冷板的一端，剩余的所述端部冷却段分布于所述液冷板的另一端；
排液段，分别与各所述端部冷却段的出液端串接连通，以用于排出冷却液。
可选地，两条所述端部冷却段分别呈蛇形流道结构。
可选地，所述进液段呈沿所述液冷板的长度方向延伸的直线流道结构。
可选地，所述排液段呈沿所述液冷板的长度方向延伸的直线流道结构。
可选地，沿所述液冷板的宽度方向，所述进液段和所述排液段相互间隔布置于所述液冷板上，且各所述中部冷却段及各所述端部冷却段位于所述进液段和所述排液段之间。
可选地，所述中部冷却段和所述端部冷却段分别有两条，所述进液段还分别与各所述端部冷却段串接连通，以用于向各所述端部冷却段导入冷却液。
可选地，所示液冷板包括：
液冷上板；
液冷下板，正对设置于所述液冷上板下方，所述液冷下板和所述液冷下板之间形成所述冷却流道。
可选地，所述液冷下板的正对所述液冷上板的板面上机械加工形成有冷却流道通槽，所述液冷上板的正对所述液冷下板的板面与所述冷却流道通槽共同配合形成所述冷却流道。
可选地，所示液冷板还包括：
进液管，连通设置于所述冷却流道的进液口上；
出液管，连通设置于所述冷却流道的出液口上。
本实用新型的另一个目的在于提出一种电池模组，电池模组上装配的液冷板能够有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却均匀合理。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电池模组，其特征在于，包括如上所述的液冷板。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的液冷板冷却电池模组时，液冷板放置于电池模组的正下方，冷却液通过冷却流道的进液段流入到位于液冷板中部区域的各中部冷却段，进而能够直接对电池模组的中部区域进行快速冷却；而且，中部冷却段的形状呈回字形盘绕流道结构，能够有效增大中部冷却段在中部区域的总长度，进而增大中部冷却段对电池模组的中部区域的冷却面积，延长冷却液在液冷板中部区域的停留时间，进而提升对电池模组的中部区域冷却效果；当冷却液流出各中部冷却段后，冷却液会从液冷板的中部区域经各端部冷却段分别导流到液冷板的两端，进而对电池模组的两个端部区域进行冷却，并最终流入到排液段进而使冷却液从液冷板中排出。此外，由于本实用新型的液冷板采用回字形盘绕流道结构的中部冷却段优先对电池模组的中部位置进行冷却，然后再通过端部冷却段对电池模组的端部位置进行冷却，进而其能有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却均匀合理。而且，中部冷却段的形状呈回字形盘绕流道结构呈盘绕状，其优点还在于回字形盘绕流道结构的流道之间相互靠近，进而能够使得相互靠近的不同流道分段内的高温冷却液和低温冷却液之间相互进行热交换，最终使得中部冷却段内不同位置的冷却液的温度更加均衡，因此中部冷却段的回字形盘绕流道结构具有很强的均温作用。
附图说明
图1是现有技术中液冷板冷却电池模组的拆分结构示意图；
图2是本实用新型提供的液冷板的拆分结构示意图；
图3是本实用新型提供的液冷下板的结构示意图。
图中：
X-液冷板的长度方向；Y-液冷板的宽度方向；
100-电池模组；200-液冷板；201-冷却流道；
1-液冷上板；2-液冷下板；3-进液管；4-出液管；5-冷却流道；51-进液段；52-中部冷却段；53-端部冷却段；54-排液段；55-第一分流出口；56-第二分流出口；57-第三分流出口。
具体实施方式
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
如图2-3所示，本实施例提出了一种液冷板及电池模组，液冷板上形成有用于冷却电池模组的冷却流道5，液冷板冷却电池模组时，液冷板放置于电池模组的正下方，电池模组的下端面形状和尺寸与液冷板的上端面的形状和尺寸相匹配，图中X表示液冷板的长度方向，Y表示液冷板的宽度方向。其中，液冷板包括液冷上板1、液冷下板2、进液管3和出液管4；液冷下板2正对设置于液冷上板1下方，液冷下板2和液冷下板2之间形成冷却流道5。具体而言，如图3所示，液冷下板2的正对液冷上板1的板面上机械加工形成有冷却流道通槽，液冷上板1的正对液冷下板2的板面与冷却流道通槽共同配合形成冷却流道5，进液管3连通于冷却流道5的进液口上；出液管4连通于冷却流道5的出液口上，液冷板结构简单，加工成本低，实用性强。由于液冷上板1、液冷下板2、进液管3和出液管4以及电池模组为现有技术，本实施例仅仅是对冷却流道5的结构及布置进行的改进，故不再对液冷上板1、液冷下板2、进液管3和出液管4以及电池模组的结构进行赘述。
而为了实现有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却均匀合理。如图3所示，本实施例中，冷却流道5包括进液段51、两条中部冷却段52、两条端部冷却段53和排液段54。其中，两条中部冷却段52分别呈回字形盘绕流道结构，进液段51分别与两条中部冷却段52的进液端串接连通，以用于向各中部冷却段52导入冷却液，且两条中部冷却段52沿液冷板的长度方向间隔布置于液冷板的中部区域；两条中部冷却段52的出液端处分别连通有一条端部冷却段53，且沿液冷板的长度方向，其中一条端部冷却段53分布于液冷板的一端，另一条端部冷却段53分布于液冷板的另一端；排液段54分别与两条端部冷却段53的出液端串接连通，以用于排出冷却液。此外，可以想到的是，在其他实施例中，中部冷却段52的数量也可以是三条，对应的端部冷却段53的数量也为三条，或者中部冷却段52的数量也可以是四条，对应的端部冷却段53的数量也为四条，考虑到数量越多加工成本越高且对应提高冷却效果的贡献不多，本实施例采用的是两条中部冷却段52和两条端部冷却段53的结构设计，其结构简单，设计成本低。
实际冷却电池模组时，冷却液通过冷却流道5的进液段51流入到位于液冷板中部区域的两个中部冷却段52，进而能够直接对电池模组的中部位置进行快速冷却；而且，中部冷却段52的形状呈回字形盘绕流道结构，该种结构设计能够有效增大中部冷却段52在液冷板的中部区域的总长度，进而增大中部冷却段52对电池模组的中部位置的冷却面积，并延长冷却液在液冷板的中部区域的停留时间，进而进一步提升对电池模组的中部位置的冷却效果；当冷却液流出各中部冷却段52后，冷却液会从液冷板的中部区域分别经两个端部冷却段53导流到液冷板的两端，进而对电池模组的两个端部区域进行冷却，最终冷却液流入到排液段54，进而从液冷板中排出。由于本实用新型的液冷板采用回字形盘绕流道结构的中部冷却段52优先对电池模组的中部位置进行冷却，然后再通过端部冷却段53对电池模组的端部位置进行冷却，进而其能有效冷却电池模组的中部位置，降低电池模组的中间和两端之间的温差，使得电池模组的不同位置的冷却更加均匀合理。另外，中部冷却段52的形状呈回字形盘绕流道结构，其优点还在于回字形盘绕流道结构的流道之间相互靠近，进而能够使得相互靠近的不同流道分段内的高温冷却液和低温冷却液之间相互进行热交换，最终使得中部冷却段52内不同位置的冷却液的温度更加均衡，因此中部冷却段52的回字形盘绕流道结构具有很强的均温作用。
而当冷却液经进液段51流入到两个中部冷却段52，然后再经两个中部冷却段52流入到端部冷却段53，最后再经端部冷却段53流入到排液段54，实现对电池模组的中部位置以及端部位置的先后冷却时，虽然该设计能够强化对电池模组的中部位置的冷却，进而降低电池模组的中部位置和端部位置的温差，适用于对中部位置散热能力差且中部位置温度较高的电池模组的冷却；但是一些情况下，电池模组的中部位置的发热状态和电池模组的发热状态差别不是太大，而由于冷却液流经中部冷却段52之后温度会升高，因此会出现对电池模组的两个端部位置的冷却效果变差的问题。进一步地，本实施中，进液段51还分别与两条端部冷却段53串接连通，以用于向各端部冷却段53导入冷却液。具体而言，如图3所示，本实施例中，进液段51通过第一分流出口55与两个中部冷却段52的进液端连通，通过第二分流出口56与其中一个端部冷却段53连通，并通过第三分流出口57与另外一个端部冷却段53连通。其中，第一分流出口55的管径尺寸是第二分流出口56的管径尺寸的三倍，第一分流出口55的管径尺寸是第三分流出口57的管径尺寸的两倍，第二分流出口56距离进液段51的进液口的距离最近，第三分流出口57距离进液段51的进液口的距离最远，通过尺寸差异设计能够保证进液段51内的冷却液合理流入到两条中部冷却段52以及两条端部冷却段53中。在其他实施例中，第一分流出口55、第二分流出口56和第三分流出口57也可以根据实际情况设计为其他尺寸大小比例。
更进一步地，如图3所示，本实施例中，进液段51呈沿液冷板的长度方向延伸的直线流道结构，排液段54也呈沿液冷板的长度方向延伸的直线流道结构。沿液冷板的宽度方向，进液段51和排液段54相互间隔布置于液冷板上，且两条中部冷却段52及两条端部冷却段53位于进液段51和排液段54之间。其中，进液段51和排液段54的直线流道结构能够减小流道阻力，使得冷却液通过进液段51快速流入液冷板，并通过排液段54快速流出液冷板。
进一步地，如图3所示，本实施例中，两条端部冷却段53分别呈蛇形流道结构，蛇形流道结构一方面可以增大对电池模组的端部的冷却面积，进而提升冷却效果；另一方面，蛇形流道结构相比回字形盘绕流道结构产生的流动阻力更小，冷却液流经蛇形流道结构产生的压力损耗小，进而可以降低液冷板冷却液输送的压力需求。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种液冷板，所述液冷板上形成有用于冷却电池模组的冷却流道(5)，其特征在于，所述冷却流道(5)包括；
进液段(51)；
至少两条中部冷却段(52)，分别呈回字形盘绕流道结构，所述进液段(51)分别与各所述中部冷却段(52)的进液端串接连通，以用于向各所述中部冷却段(52)导入冷却液，且各所述中部冷却段(52)沿所述液冷板的长度方向间隔布置于所述液冷板的中部区域；
至少两条端部冷却段(53)，各所述中部冷却段(52)的出液端处分别连通有一条所述端部冷却段(53)，且沿所述液冷板的长度方向，至少一条所述端部冷却段(53)分布于所述液冷板的一端，剩余的所述端部冷却段(53)分布于所述液冷板的另一端；
排液段(54)，分别与各所述端部冷却段(53)的出液端串接连通，以用于排出冷却液。
2.如权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述端部冷却段(53)呈蛇形流道结构。
3.如权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述进液段(51)呈沿所述液冷板的长度方向延伸的直线流道结构。
4.如权利要求3所述的液冷板，其特征在于，所述排液段(54)呈沿所述液冷板的长度方向延伸的直线流道结构。
5.如权利要求4所述的液冷板，其特征在于，沿所述液冷板的宽度方向，所述进液段(51)和所述排液段(54)相互间隔布置于所述液冷板上，且各所述中部冷却段(52)及各所述端部冷却段(53)位于所述进液段(51)和所述排液段(54)之间。
6.如权利要求1-5中任一项所述的液冷板，其特征在于，所述中部冷却段(52)和所述端部冷却段(53)分别有两条，所述进液段(51)还分别与各所述端部冷却段(53)串接连通，以用于向各所述端部冷却段(53)导入冷却液。
7.如权利要求1-5中任一项所述的液冷板，其特征在于，所示液冷板包括：
液冷上板(1)；
液冷下板(2)，正对设置于所述液冷上板(1)下方，所述液冷下板(2)和所述液冷下板(2)之间形成所述冷却流道(5)。
8.如权利要求7所述的液冷板，其特征在于，所述液冷下板(2)的正对所述液冷上板(1)的板面上机械加工形成有冷却流道通槽，所述液冷上板(1)的正对所述液冷下板(2)的板面与所述冷却流道通槽共同配合形成所述冷却流道(5)。
9.如权利要求7所述的液冷板，其特征在于，所示液冷板还包括：
进液管(3)，连通设置于所述冷却流道(5)的进液口上；
出液管(4)，连通设置于所述冷却流道(5)的出液口上。
10.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的液冷板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |