CN212676374U - 适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，包括：多个水冷板，多个水冷板平铺设置于电池模组底部，每个水冷板内均设有水道，所述水道内容纳有冷却液；进水总管，其上设有第一多通阀，所述第一多通阀的多个液口分别与多个水道的进水端联通；出水总管，其上设有第二多通阀，所述第二多通阀的多个液口分别与多个水道的出水端联通。本实用新型具有各水冷板之间的压力损失基本相同，对电池模组各部分的降温能力基本相同，可以对电池模组均衡降温的有益效果。

Description

适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置

技术领域

本实用新型涉及电池模组冷却技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置。

背景技术

电池模组在使用过程中会产生大量热量，而且随着电池模组的广泛推广使用，电池模组能量密度和功率密度不断提升，电池的发热量也不断增大，高效的散热结构成为迫切需求。现有技术中也会采用一种首尾相连的串联式电池模组水冷装置，起换热作用的多块水冷板通用，每块水冷板前、后端分别为进水口和出水口，多块水冷板首尾相连，由于串联式水冷装置的总水道较长，整个水冷系统的压力损失较大，且随水冷系统的冷却液流向，冷却液流速和流量越小，冷却性能越差，致使各电池模组冷却不均衡。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，各水冷板进水端至出水端之间的压力损失基本相同，对电池模组各部分的降温能力基本相同，可以对电池模组均衡降温。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，包括：

多个水冷板，多个水冷板平铺设置于电池模组底部，每个水冷板内均设有水道，所述水道内容纳有冷却液；

进水总管，其上设有第一多通阀，所述第一多通阀的多个液口分别与多个水道的进水端联通；

出水总管，其上设有第二多通阀，所述第二多通阀的多个液口分别与多个水道的出水端联通。

优选的是，

所述水冷板包括水冷上板和水冷下板密封盖合形成，所述水冷上板为平面板，所述水冷下板顶面向下凹陷形成双S形的沟槽，所述水冷上板底面和所述沟槽形成所述水道。

优选的是，还包括多对平垫块，每对平垫块通过多个镶块固定于所述水冷下板的两侧。

优选的是，

所述箱体底部上设有两根纵梁，两根纵梁将所述箱体底部分隔为三个腔室，三个腔室的底部设有隔热层；

所述水冷板的数量为三块，三块水冷板分别设置于三个腔室内，并且铺设于所述隔热层上，所述水冷板上方铺设有导热板，所述导热板上方铺设有所述电池模组；

所述第一多通阀和所述第二多通阀均为四通阀。

优选的是，所述水道的进水端和出水端通过两个胶管分别与所述第一多通阀和所述第二多通阀的液口连通，所述第一多通阀的管径小于所述第二多通阀的管径。

优选的是，所述第一多通阀和所述第二多通阀均设置于中间的腔室内，位于两边腔室内的胶管均分别穿设于对应的纵梁上。

优选的是，所述水道的进水端和出水端位于所述水冷板的同一侧，位于同一侧腔室的分别与所述水道的进水端和出水端连通的两个胶管穿设于所述纵梁上的同一贯通孔上。

优选的是，

所述第一多通阀和所述第二多通阀的四个液口均呈底部三个液口位于同一平面上，并且该三个液口形成T字形，剩余的一个液口竖直设置的形状，所述第一多通阀的液口的直径小于所述第二多通阀的液口的直径；

还包括第一阀支座和第二阀支座，所述第一阀支座顶部高于所述第二阀支座顶部，所述第一阀支座和所述第二阀支座顶部均设有T字形的凹槽，所述第一多通阀和所述第二多通阀呈T字形的三个液口分别卡接于所述第一阀支座和所述第二阀支座上的凹槽内，所述第一阀支座上的凹槽的半径小于所述第二阀支座上的凹槽的半径。

优选的是，每个凹槽呈两个半圆柱体形形成的形状。

优选的是，所述导热板的材质为亚克力，所述隔热层的材质为EPDM。

本实用新型至少包括以下有益效果：

第一、多个水冷板中的冷却液的流动是采用并联方式连接的，即进水总管处通过第一多通阀分流，通过第二多通阀回流到出水总管，单个水冷板的水路长度约为单块水冷板的水道长度加上其对应的连接到进水总管和出水总管之间的长度，明显短于串联式水冷装置的水路长度。故并联式水冷装置整个管路压力损失小，且多个水冷板之间的压力损失基本相同。相比于串联式的水冷装置，并联式的水冷装置每个水冷板后段水路的流速和流量减少值较少，多个水冷板的冷却性能基本相当。多个水冷板内的水道进水量、进水速度、进水压力基本相同，使得其对电池模组各部分的降温能力基本相同，从而可以对电池模组均衡降温。

第二、水冷下板上的沟槽可以采用冲压成型，再将水冷上板密封盖合，有利于水道的工业上的量化生产，双S形的沟槽，可以形成双S形的水道，有利于增大有效冷却面积，提高冷却效率。

第三、由于水冷下板位于电池模组下方，受到电池模组向下的压力，时间长了易引起水冷下板的弯曲变形，因此，采用在水冷下板两侧设置平垫块，通过镶块，与水冷板下底板形成一个整体，从而使得两侧平垫块对水冷下板具有端部支撑的作用，增强竖直方向的抗压强度。

第四、通常箱体底部会通过纵梁将箱体底部分隔，以便安装多个电池模组，因此，为配合箱体底部的分隔结构，可以根据纵梁来设置水冷板的数量，从而有利于水冷板的安装和对电池模组的冷却，提高冷却效率。在水冷板上方设置导热板，有利于电池模组与水冷板进行热交换，而在水冷板下方设置隔热层，是有利于减少水冷板与箱体底部进行热交换，提高水冷板对电池模组的冷却效率。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的其中一种技术方案的所述水冷板的布局图；

图2为本实用新型的其中一种技术方案的所述水道的冷却液的流向示意图；

图3为本实用新型的其中一种技术方案的所述平垫块与所述水冷下板的连接示意图；

图4为本实用新型的其中一种技术方案的所述第二多通阀的细节图；

图5为本实用新型的其中一种技术方案的所述第一阀支座和所述第二阀支座的细节图；

图6为本实用新型的其中一种技术方案的所述电池模组、所述导热板、所述水冷板的布局图；

图7为本实用新型的其中一种技术方案的所述胶管与所述贯通孔的安装示意图；

图8为本实用新型的其中一种技术方案的所述胶管、所述进水总管、所述出水总管的连接示意图；

图9为本实用新型的其中一种技术方案的所述水冷下板的俯视图；

图10为本实用新型的其中一种技术方案的所述电池模组、所述水冷板、所述箱体的装配示意图；

图11为本实用新型的其中一种技术方案的所述铝框架的细节图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语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，并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。

如图1～11所示，本实用新型提供一种适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，包括：

多个水冷板2，多个水冷板2平铺设置于电池模组3底部，每个水冷板2内均设有水道4，所述水道4内容纳有冷却液；

进水总管5，其上设有第一多通阀51，所述第一多通阀51的多个液口52分别与多个水道4的进水端25联通；

出水总管6，其上设有第二多通阀61，所述第二多通阀61的多个液口52分别与多个水道4的出水端26联通。

在上述技术方案中，多个水冷板2中的冷却液的流动是采用并联方式连接的，即进水总管5处通过第一多通阀51分流，通过第二多通阀61回流到出水总管6，单个水冷板2的水路长度约为单块水冷板2的水道4长度加上其对应的连接到进水总管5和出水总管6之间的长度，明显短于串联式水冷装置的水路长度。故并联式水冷装置整个管路压力损失小，且多个水冷板2之间的压力损失基本相同。相比于串联式的水冷装置，每个水冷板2后段水路的流速和流量减少值较少，多个水冷板2的冷却性能基本相当。多个水冷板2内的水道4进水量、进水速度、进水压力基本相同，使得其对电池模组3各部分的降温能力基本相同，从而可以对电池模组3均衡降温。

在另一种技术方案中，

所述水冷板2包括水冷上板21和水冷下板22密封盖合形成，密封盖合的方式有很多，比如钎焊密封，所述水冷上板21底面为平面，所述水冷下板22顶面向下凹陷形成双S形的沟槽，所述水冷上板21底面和所述沟槽形成所述水道4。在上述技术方案中，水冷下板22上的沟槽可以采用冲压成型，再将水冷上板21密封盖合，有利于水道4的工业上的量化生产，双S形的沟槽，可以形成双S形的水道4，有利于增大有效冷却面积，提高冷却效率。

在另一种技术方案中，还包括多对平垫块23，每对平垫块23通过多个镶块24固定于所述水冷下板22的两侧。固定方式可以采用焊接方式，由于水冷下板22位于电池模组3下方，受到电池模组3向下的压力，时间长了易引起水冷下板22的弯曲变形，因此，采用在水冷下板22两侧设置平垫块23，通过镶块24，与水冷下板22形成一个整体，从而使得两侧平垫块23对水冷下板22具有端部支撑的作用，增强抗压强度。

在另一种技术方案中，

所述箱体1底部上设有两根纵梁11，两根纵梁11将所述箱体1底部分隔为三个腔室，三个腔室的底部设有隔热层12；箱体总进水口9和箱体总出水口10分别设置在箱体1位于中间的腔室的侧壁上，进水总管5和出水总管6分别与箱体总进水口9和箱体总出水口10连通。

所述水冷板2的数量为三块，三块水冷板2分别设置于三个腔室内，并且铺设于所述隔热层12上，所述水冷板2上方铺设有导热板13，所述导热板13上方铺设有所述电池模组3；

所述第一多通阀51和所述第二多通阀61均为四通阀。

在上述技术方案中，通常箱体1底部会通过纵梁11将箱体1底部分隔，以便安装多个电池模组3，多个电池模组3形成多列模组，有三列模组就有三个水冷板2，因此，为配合箱体1底部的分隔结构，可以根据纵梁11来设置水冷板2的数量，从而有利于水冷板2的安装和对电池模组3冷却，提高冷却效率。在水冷板2上方设置导热板13，有利于电池模组3与水冷板2进行热交换，而在水冷板2下方设置隔热层12，是有利于减少水冷板2与箱体1底部进行热交换，提高水冷板2对电池模组3的冷却效率。

如图10～11所示，标记15表示箱体边框，标记3表示电池模组，标记31表示电池模组安装光孔，标记16表示模组安装纵梁，每对模组安装纵梁16相对设置于一个腔室内，所述模组安装纵梁16平行所述纵梁11设置，模组安装纵梁16上设有安装孔，图10表示出了电池模组3、水冷板2、模组安装纵梁16、导热板13与铝框架箱体1的一种配合安装方式，安装快捷，稳定性好，对电池模组3的散热功能强。

在另一种技术方案中，所述水道4的进水端25和出水端26通过两个胶管53分别与所述第一多通阀51和所述第二多通阀61的液口52连通，所述第一多通阀51的管径小于所述第二多通阀61的管径。同样的流量，缩小第一多通阀51的管径，有利于提高其进水压力。胶管53是采用成型模具一体成型，胶管53具有一定的硬度和柔软性，可以适当变形，以适应在铝框架内穿梭到预设位置进行连接，并且又能保持冷却液具有流动空间，保证冷却液能顺畅流动。

在另一种技术方案中，所述第一多通阀51和所述第二多通阀61均设置于中间的腔室内，位于两边腔室内的胶管53均分别穿设于对应的纵梁11上。可以尽量使多个腔室内的水冷板2的水道4长度和胶管53长度相差不大，从而尽量保证多个水冷板2的冷却能力的均匀性。

在另一种技术方案中，所述水道4的进水端25和出水端26位于所述水冷板2的同一侧，位于同一侧腔室的分别与所述水道4的进水端25和出水端26连通的两个胶管53穿设于所述纵梁11上的同一贯通孔14上。减少铝框架的制作程序，只需要制备一个贯通孔14即可供应两个胶管53的通行。

在另一种技术方案中，

所述第一多通阀51和所述第二多通阀61的四个液口52均呈底部三个液口52位于同一平面上，并且该三个液口52形成T字形，剩余的一个液口52竖直设置的形状，第一多通阀51的液口52的直径小于第二多通阀61的液口52的直径；

还包括第一阀支座7和第二阀支座8，所述第一阀支座7顶部高于所述第二阀支座8顶部，所述第一阀支座7和所述第二阀支座8顶部均设有T字形的凹槽71，所述第一多通阀51和所述第二多通阀61呈T字形的三个液口52分别卡接于所述第一阀支座7和所述第二阀支座8上的凹槽71内。第一阀支座7上的凹槽71的半径小于第二阀支座8上的凹槽71的半径。

由于胶管53具有一定柔软性，为了使多个胶管53在第一多通阀51和第二多通阀61处连接更顺畅，避免相互挤压，设置了第一阀支座7和第二阀支座8，第一阀支座7和第二阀支座8前后错位，以及第一阀支座7要高于第二阀支座8，方便出水端26的胶管53的连接。而且，第一阀支座7和第二阀支座8可以对第一多通阀51和第二多通阀61进行定位，避免其在箱体1内移动。

在另一种技术方案中，每个凹槽71呈两个半圆柱体形形成的形状，并且配合第一多通阀和第二多通阀的尺寸设置，与液口52形状匹配，即第一阀支座7上的凹槽71的半径小于第二阀支座8上的凹槽71的半径，有助于第一多通阀51和第二多通阀61的限位固定。

在另一种技术方案中，所述导热板13的材质为亚克力，所述隔热层12的材质为EPDM。亚克力材料具有较高的表面硬度，以及较好的高温性能，质量轻，导热性能好。EPDM具有遇热膨胀小，质量轻，隔热性能好。二者结合，不仅能起到导热和隔热的性能，而且质量轻，对整个电池系统的重量负担影响小。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，包括：

多个水冷板，多个水冷板平铺设置于电池模组底部，每个水冷板内均设有水道，所述水道内容纳有冷却液；

进水总管，其上设有第一多通阀，所述第一多通阀的多个液口分别与多个水道的进水端联通；

出水总管，其上设有第二多通阀，所述第二多通阀的多个液口分别与多个水道的出水端联通。

2.如权利要求1所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，

所述水冷板包括水冷上板和水冷下板密封盖合形成，所述水冷上板为平面板，所述水冷下板顶面向下凹陷形成双S形的沟槽，所述水冷上板底面和所述沟槽形成所述水道。

3.如权利要求2所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，还包括多对平垫块，每对平垫块通过多个镶块固定于所述水冷下板的两侧。

4.如权利要求1所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，

所述箱体底部上设有两根纵梁，两根纵梁将所述箱体底部分隔为三个腔室，三个腔室的底部设有隔热层；

所述水冷板的数量为三块，三块水冷板分别设置于三个腔室内，并且铺设于所述隔热层上，所述水冷板上方铺设有导热板，所述导热板上方铺设有所述电池模组；

所述第一多通阀和所述第二多通阀均为四通阀。

5.如权利要求4所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，所述水道的进水端和出水端通过两个胶管分别与所述第一多通阀和所述第二多通阀的液口连通，所述第一多通阀的管径小于所述第二多通阀的管径。

6.如权利要求5所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，所述第一多通阀和所述第二多通阀均设置于中间的腔室内，位于两边腔室内的胶管均分别穿设于对应的纵梁上。

7.如权利要求6所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，所述水道的进水端和出水端位于所述水冷板的同一侧，位于同一侧腔室的分别与所述水道的进水端和出水端连通的两个胶管穿设于所述纵梁上的同一贯通孔上。

8.如权利要求4所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，

所述第一多通阀和所述第二多通阀的四个液口均呈底部三个液口位于同一平面上，并且该三个液口形成T字形，剩余的一个液口竖直设置的形状，所述第一多通阀的液口的直径小于所述第二多通阀的液口的直径；

还包括第一阀支座和第二阀支座，所述第一阀支座顶部高于所述第二阀支座顶部，所述第一阀支座和所述第二阀支座顶部均设有T字形的凹槽，所述第一多通阀和所述第二多通阀呈T字形的三个液口分别卡接于所述第一阀支座和所述第二阀支座上的凹槽内，所述第一阀支座上的凹槽的半径小于所述第二阀支座上的凹槽的半径。

9.如权利要求8所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，每个凹槽呈两个半圆柱体形形成的形状。

10.如权利要求4所述的适用于铝框架箱体的并联式电池模组水冷装置，其特征在于，所述导热板的材质为亚克力，所述隔热层的材质为EPDM。

Images