CN214280121U - 一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池系统技术领域，具体是一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，包括外形与所述电池模组的侧边相匹配的口琴管，沿所述口琴管的两端分别通过第一集流管和第二集流管密封，所述第一集流管上设置有进水口接头，所述第二集流管上设置有出水口接头；冷却液沿所述进水口接头进入所述口琴管，并通过所述出水口接头流出。本方案采用的口琴管热交换侧板中的口琴管采用铝挤压工艺加工出流道，两端的集流管采用铝型材方管简易切割制成，口琴管与两端的集流管最后通过焊接形成一个整体，结构形式相对简单，成本较低。

Description

一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板

技术领域

本实用新型涉及动力电池系统技术领域，尤其涉及一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板。

背景技术

动力电池系统是电动汽车的储能部件，由单体电池通过一次串并联设计成为电池模组单元，电池模组单元再通过二次串并联设计，加上电池管理系统、热管理系统、电气系统和其它结构件，成为动力电池系统。

锂离子电池在充放电过程中产焦耳热和反应热，尤其在大倍率(≥20C)工作的情况下，两分钟之内温升高达15℃左右。锂离子电池的最佳工作温度范围10℃-35℃，电池长时间工作在40℃以上，其循环寿命将大幅降低，温度的进一步升高极有可能引起电池热失控。因此，在设计电池系统时，高温下的散热设计尤为重要。

随着HEV和PHEV车型的普及，功率型电池系统和能量功率兼顾型电池系统的应用需求逐步增大。相较于EV车型使用的能量型电池系统，功率型电池系统电量较低，功率密度较高，包络较小，且长期在高倍率下使用，高低温均是如此。高温下单位时间充放电所产生的热量相较于传统EV电池系统更高，对电池系统的散热能力提出更高的要求。

作为动力电池的主要种类，三元电池和铁锂电池在低于0℃时，其电性能大打折扣，尤其是充电性能，只能够以低于0.1C的较低倍率进行充电，而且极易造成负极表面析锂，形成锂枝晶。长期以往，锂枝晶会逐渐长大刺穿隔膜造成内短路，内短路是电池热失控的主要原因。因此，在设计电池系统时，低温下的加热设计尤为重要。

在HEV和PHEV车型中使用时，电池在低温下同样需要高倍率使用，而此时又容易受到电性能的限制，因此需要应用有效的手段尽快将电池的温度提升至理想温度。

方形动力电池在正常的使用过程中，电池顶部极柱附近欧姆内阻大，电流密度高，故而温度相较其它位置更容易升高。液体热管理是通过循环液体的流动，高温下带走电池产生的热量，达到降温目的。低温下传递外部热量给电池，达到升温目的。传统热交换板的设计多采用口琴管方案，布置在方形电池底部。制作工艺复杂，加工周期长，失效风险高，散热的均匀性欠佳，影响电池的温度均匀性。

因此，不管是底部液冷还是液热，电芯在Z轴方向上的温度一致性差，对电池寿命有不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，集传统侧板和热交换板功能为一体，既能够作为电池模组主体架构的一部分，维持电池模组的基本形态，又能起到热交换的作用，可对电池进行液冷液热。本方案将热交换板和侧板的功能和结构合二为一，不仅减少了零部件数量，使模组结构紧凑，潜在失效点减少，而且将热交换板与电池的工作界面由底部变成两个侧面，使得热交换有效面积增大，热交换效率提升，尤其是能够提升电池Z轴方向上的温度一致性，大大提高电池的使用寿命。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，包括外形与所述电池模组的侧边相匹配的口琴管，沿所述口琴管的两端分别通过第一集流管和第二集流管密封，所述第一集流管上设置有进水口接头，所述第二集流管上设置有出水口接头；冷却液沿所述进水口接头进入所述口琴管，并通过所述出水口接头流出。

进一步地，所述出水口接头高于所述进水口接头。

进一步地，所述口琴管包括扁平状管体，沿所述管体内设置有若干相互平行的隔离条，所述隔离条将所述管体的内腔分割成若干独立的隔离仓，所述隔离仓内用于所述冷却液的流动。

进一步地，所述隔离条的数量为n，则隔离仓的数量为n+1，其中n为大于1的整数。

进一步地，所述隔离条分别与所述口琴管的两个内腔壁垂直连接。

进一步地，所述隔离条分别与所述口琴管的两个内腔壁成倾斜角连接。

进一步地，所述第一集流管和所述第二集流管均为侧边开设有敞口的半封闭方管，所述敞口与所述口琴管的端部匹配，可将所述口琴管的端部套设并焊接密封。

进一步地，所述口琴管的内腔与所述第一集流管和所述第二集流管的内腔连通。

进一步地，所述口琴管的端部成腰形，对应的，所述敞口为腰形敞口。

进一步地，所述冷却液为按1∶1比例混合的水和乙二醇，所述液体的流速为10L/min。

有益效果

本实用新型所提供的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，集传统侧板和热交换板功能为一体，既能够作为电池模组主体架构的一部分，维持电池模组的基本形态，又能起到热交换的作用，可对电池进行液冷液热。本方案采用的口琴管热交换侧板中的口琴管采用铝挤压工艺加工出流道，两端的集流管采用铝型材方管简易切割制成，口琴管与两端的集流管最后通过焊接形成一个整体，结构形式相对简单，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的立体图；

图2为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的爆炸图；

图3为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的第一种隔离条形式示意图；

图4为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的第二种隔离条形式示意图；

图5为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的带有敞口的端盖示意图；

图6为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的与方形电池模组连接应用第一视角图；

图7为本实用新型所述一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板的与方形电池模组连接应用第二视角图。

附图标记

1-口琴管、11-管体、12-隔离条、13-隔离仓、2-第一集流管、3-第二集流管、4-进水口接头、5-出水口接头、6-电池模组、7-端板、8-长螺杆、9-支架、10-敞口。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和2所示，一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，包括外形与所述电池模组6的侧边相匹配的口琴管1，沿所述口琴管1的两端分别通过第一集流管2和第二集流管3密封，所述第一集流管2上设置有进水口接头4，所述第二集流管3上设置有出水口接头5；冷却液沿所述进水口接头4进入所述口琴管1，并通过所述出水口接头5流出。

作为本实施例的优化，所述出水口接头4高于所述进水口接头5。

具体的，将冷却液体沿所述进水口接头4进入所述第一集流管2内并逐渐将与之连接的所述口琴管1和第二集流管3的内腔填充，随着冷却液在腔体内平面的升高，当液体平面与所述出水口接头5齐平时，冷却液沿所述出水口接头5向外溢出。在该过程中，冷却液始终沿进水口接头4一侧不断的进入口琴管1的内部腔体，将口琴管1传导的外部热量不断的带入出水口接头5一侧，并随着冷却液的溢出，达到将热量消除的目的。

作为本实施例中所述口琴管1的优化，所述口琴管1包括扁平状管体11，沿所述管体11内设置有若干相互平行的隔离条12，所述隔离条12将所述管体11的内腔分割成若干独立的隔离仓13，所述隔离仓13内用于所述冷却液的流动。

具体的，所述隔离条12的数量为n，则隔离仓13的数量为n+1，其中n为大于1的整数。隔离仓越多，冷却液循环的范围越大，进而散热的效果越好。

如图3所示，作为所述隔离条12在口琴管1内腔中的一种连接形式，所述隔离条12分别与所述口琴管1的两个内腔壁垂直连接。

如图4所示，作为所述隔离条12在口琴管1内腔中的另一种连接形式，，所述隔离条12分别与所述口琴管的两个内腔壁成倾斜角连接。

如图5所示，在本实施例中，所述第一集流管2和所述第二集流管3均为侧边开设有敞口10的半封闭方管，所述敞口10与所述口琴管1的端部匹配，可将所述口琴管1的端部套设并通过焊接密封。

本实施例中，所述口琴管1的内腔与所述第一集流管2和所述第二集流管3的内腔连通。

作为本实施例中所述口琴管1与第一集流管2、第二集流管3的连接方式，所述口琴管1的端部成腰形，对应的，所述敞口10为腰形敞口。

如图6和7所示，作为本产品的一种使用方式，将堆叠好的方形电池模组6放置于支架9上，并在两端分别放置端板7，应用挤压设备挤压至规定的尺寸，将相互对称的一组本方案中的热交换板分别贴于电池模组6的两侧(可在电池模组6与热交换板之间设置一层导热垫或导热胶，可达到更好的散热效果)，通过激光焊接的方式将侧板分别与端板7焊接，使其成为一个整体。该两个端板7分别通过两根长螺杆8与位于底部的支架9进行固定，最后在两侧的热交换侧板进水口接头4处通入冷却液，实现对电芯的液冷液热。本产品中所使用的冷却液为按1∶1比例混合的水和乙二醇，乙二醇可溶于水，可用作溶剂、防冻剂；所述液体在腔体内的流速为10L/min。

以上所述仅为说明本实用新型的实施方式，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：包括外形与所述电池模组的侧边相匹配的口琴管，沿所述口琴管的两端分别通过第一集流管和第二集流管密封，所述第一集流管上设置有进水口接头，所述第二集流管上设置有出水口接头；冷却液沿所述进水口接头进入所述口琴管，并通过所述出水口接头流出。

2.根据权利要求1所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述出水口接头高于所述进水口接头。

3.根据权利要求1所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述口琴管包括扁平状管体，沿所述管体内设置有若干相互平行的隔离条，所述隔离条将所述管体的内腔分割成若干独立的隔离仓，所述隔离仓内用于所述冷却液的流动。

4.根据权利要求3所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述隔离条的数量为n，则隔离仓的数量为n+1，其中n为大于1的整数。

5.根据权利要求3所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述隔离条分别与所述口琴管的两个内腔壁垂直连接。

6.根据权利要求3所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述隔离条分别与所述口琴管的两个内腔壁成倾斜角连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述第一集流管和所述第二集流管均为侧边开设有敞口的半封闭方管，所述敞口与所述口琴管的端部匹配，可将所述口琴管的端部套设并焊接密封。

8.根据权利要求7所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述口琴管的内腔与所述第一集流管和所述第二集流管的内腔连通。

9.根据权利要求7所述的一种用于方形电池模组的口琴管式热交换侧板，其特征在于：所述口琴管的端部成腰形，对应的，所述敞口为腰形敞口。

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