CN215988927U - 一种液冷系统与电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池散热技术领域，尤其涉及一种液冷系统与电池装置，用以解决现有技术中存在的液冷板散热不均匀的问题。该液冷系统包括液冷板本体与多个导热件；液冷板本体设有第一进液口、第一出液口以及连通第一进液口与第一出液口的第一通道；液冷板本体还设有冷却面，液冷板本体通过冷却面与被冷却件进行热交换；导热件沿第一通道的延伸方向设置，且导热件的至少部分表面与液冷板本体接触，且导热件不突出于冷却面。

Description

一种液冷系统与电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池散热技术领域，尤其涉及一种液冷系统与电池装置。

背景技术

目前电池包产品的热管理设计多基于流向与模组以及整包长度方向平行的通道冷板，随着集成冷板的普及，从常规热管理控温的角度讲，集成设计保证了较大的固-液换热面积，实现了较好的模组间导热，易达到较好的散热效果，但其同样具有管道流的普遍缺陷，即工质在流动过程中，自身温度不断升高，换热潜力缩减，导致管道下游的液冷散热量较上游更低，拉大了模组/电池包内的单体电池间的温差。

实用新型内容

本实用新型提供一种液冷系统与电池装置，用以解决现有技术中存在的液冷板散热不均匀的问题。

第一方面，本实用新型提供一种液冷系统，该液冷系统包括液冷板本体与多个导热件；

所述液冷板本体设有第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口与所述第一出液口的第一通道；所述液冷板本体还设有冷却面，所述液冷板本体通过所述冷却面与被冷却件进行热交换；

所述导热件沿所述第一通道的延伸方向设置，所述导热件的至少部分表面与所述液冷板本体接触，且所述导热件不突出于所述冷却面。

本实用新型有益效果如下：

该液冷系统包括液冷板本体与导热件，导热件具有良好的导热性，且导热件沿第一通道的延伸方向设置，也就是说，液冷板本体的高温区域的热量可以通过导热件向低温区域传递，缩小了液冷板本体不同区域之间的温度差异，有利于提高被冷却件温度的一致性。

第二方面，本实用新型提供一种电池装置，该电池装置包括电池组以及上述技术方案中任一项所述的液冷系统。

本实用新型有益效果如下：

该电池装置所采用的液冷系统包括液冷板本体与导热件，导热件具有良好的导热性，且导热件沿第一通道的延伸方向在液冷板本体上形成高效的导热通道，从而缩小了液冷板本体上的高温区域与低温区域之间的温度差异，提高了液冷板本体温度的均匀性，使得电池装置的温度一致性较好。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的液冷系统的结构示意图；

图2为图1所示出的液冷系统爆炸图；

图3为图2中所示出液冷系统的剖视图；

图4为图3中所示出剖视图的局部放大图；

图5本实用新型实施例提供的另一种液冷系统的剖视图的局部放大图。

附图标记：

10-液冷板本体；101-第一进液口；102-第一出液口；103-第一流道；104-冷却面；105-容纳结构；105a-凹槽；105b-通孔；11-第一冷板；111-第一部分；112-第二部分；12-第二冷板；

20-导热件；30-冷却板；301-第二进液口；302-第二出液口；303-第二流道；3031-子通道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步详细地描述，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做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。

本实用新型提供一种液冷系统与电池装置，用以解决现有技术中存在的液冷板散热不均匀的问题。

如图1所示，该液冷系统包括液冷板本体10与多个导热件20；

液冷板本体10设有第一进液口101、第一出液口102以及连通第一进液口101与第一出液口102的第一通道103；液冷板本体10还设有冷却面104，液冷板本体10通过冷却面104与被冷却件进行热交换；

导热件20沿第一通道103的延伸方向设置，导热件20的至少部分表面与液冷板本体10接触，且导热件20不突出于冷却面104。

其中，被冷却件可以为包含有电池组的电池装置，或者其他发热装置。

具体的，该液冷系统包括液冷板本体10，液冷板本体10设有第一进液口101、第一出液口102以及连通第一进液口101与第一出液口102的第一通道103，冷却液从第一进液口101进入，并沿着第一通道103流动，最后从第一出液口102排出，冷却液在流动过程中与液冷板本体10发生热交换，不断从液冷板本体10上吸收热量，具有冷却液冷板本体10的效果；液冷板本体10通过冷却面104与被冷却件发生热交换，吸收被冷却件产生的热量，使得被冷却件的温度降低，冷却面104可以与被冷却件直接接触或间接接触，液冷板本体10温度的均匀性将影响被冷却件温度的均匀性。

该液冷系统还包括导热件20，导热件20的至少部分表面与液冷板本体10接触，导热件20具有良好的导热性，可以将液冷板本体10的高温区域的热量向低温区域传导，有利于减小液冷板本体10不同区域之间的温度差异。

导热件20具有一定的长度，并沿第一通道103的延伸方向设置，这是因为：冷却液在沿着第一通道103流动过程中，由于自身温度的升高，冷却液与液冷板本体10之间的换热效率降低，也就是说，液冷板本体10的温度并不一致，位于第一通道103下游附近的液冷板本体10的温度较位于上游附近的液冷板本体10的温度高，通过使导热件20沿第一通道103的延伸方向设置，从而可以沿该方向在液冷板本体10上形成高效的导热通道，使得高温区域的热量快速向低温区域传导，进而缩小液冷板本体10上的高温区域与低温区域之间的温度差异。

由于第一通道103较长，且第一通道103一般采用弯曲设置，“导热件20沿第一通道103的延伸方向设置”可以理解为导热件20沿第一通道103中某一段的延伸方向设置，导热件20的数量为多个，这些导热件20分布在第一通道103中的不同位置，从而在不同的区域起到均衡温度的作用。

导热件20不突出于液冷板本体10的冷却面104，这是因为：导热件20的主要作用在于利用自身的高导热性来缩小液冷板本体10上的高温区域与低温区域之间的温度差异，而并非为设置在液冷板本体10与被冷却件之间的导热介质，通过使导热件20不突出于冷却面104，保证导热件20主要与液冷板本体10发生热交换，并能够在液冷板本体10具有温度差异的不同区域之间起到导热的作用，使得导热件20受被冷却件的影响较小，也使得导热件20不影响冷却面104与被冷却件之间的接触以及热传递。

可选的，导热件20可以与液冷板本体10的冷却面104平齐，或者低于液冷板本体10的冷却面104。

导热件20可以设置在液冷板本体10的表面，例如，导热件20设置在液冷板本体10背离冷却面104的一面；或者，如图3、图4、图5所示，也可以在液冷板本体10上设置容纳结构105，将导热件20布置在容纳结构105内，例如，可以在液冷板本体10背离冷却面104的一面设置容纳结构105，导热件20可以部分位于或全部位于容纳结构105内，或者，也可以在液冷板本体10的冷却面104上设置容纳结构105，并且导热件20不突出于容纳结构105，再或者，还可以在液冷板本体10内设置容纳结构105，无论哪种方式，导热件20不突出于冷却面104，且导热件20至少部分表面与液冷板本体10接触，从而在液冷板本体10上形成快速导热通道。

在一些实施例中，液冷板本体10上设置容纳结构105，导热件20位于容纳结构105内，且沿垂直于冷却面104的方向，导热件20的高度不大于容纳结构105的深度，也就是说，导热件20不突出于容纳结构105，这样使得导热件20不会额外增加液冷板本体10占用的空间，且导热件20与容纳结构105的内壁接触，具有较大的接触面积，提高了导热效率。

具体的，如图4、图5所示，容纳结构105可以为设置在液冷板本体10表面的凹槽105a或贯穿液冷板本体10厚度的通孔105b。

当容纳结构105为设置在液冷板本体10表面的凹槽105a时，该凹槽105a可以设于液冷板本体10的冷却面104，或者设于液冷板本体10上与冷却面104相对的一面，为了能够与导热件20相匹配，该凹槽105a为沿第一通道103的延伸方向设置的条形凹槽，且沿垂直于冷却面104的方向，条形凹槽的深度不小于导热件20的高度。

可选的，凹槽105a设于液冷板本体10的冷却面104，且导热件20与冷却面104平齐，这样，一方面，导热件20与凹槽105a之间具有较大的接触面积，可以提高换热效率，另一方面，导热件20朝向被冷却件设置的一面还可以吸收被冷却件的热量，与被冷却件之间进行热交换。

当容纳结构105为贯穿液冷板本体10厚度的通孔105b时，通孔105b的位置应该与第一通道103的位置相错开，且该通孔105b为沿第一通道103的延伸方向设置的条形通孔，且沿垂直于冷却面104的方向，条形通孔的深度不小于导热件20的高度，使得导热件20不突出于冷却面104。

可选的，导热件20与冷却面104平齐，这样，导热件20与通孔105b之间具有较大的接触面积，可以提高换热效率，且导热件20朝向被冷却件的一面还可以吸收被冷却件的热量，与被冷却件进行热交换。

在一些实施例中，第一通道103包括多个沿第一方向设置的分段，相邻的两个分段通过弯道连通，且相邻的两个分段之间设置有一个导热件20。

具体的，第一通道103呈S形延伸，包括多个沿第一方向设置的分段，相邻的两个分段通过弯道连通，由于每一个分段沿第一方向具有一定的长度，尤其是应用在具有较大尺寸的电池装置上时，则沿着每一个分段的长度方向上，液冷板本体10的温度也将存在差异，通过使导热件20沿第一方向设置，且介于相邻的两个分段之间，导热件20可以在液冷板本体10上形成快速的导热通道，缩小高温区域与低温区域之间的温度差异。

在一些实施例中，导热件20可以为热管，热管内部主要靠工质的汽、液相变传热，由于热阻较小，因此具有很高的导热能力；导热件20还可以为由高导热材料制作而成的均温板，高导热材料包括但不限于石墨，或金、银等金属材料。

在一些实施例中，导热件20的表面设置有冷却板30，冷却板30设置有第二进液口301、第二出液口302以及连通第二进液口301与第二出液口302的第二通道303。

具体而言，当向冷却板30内部通入冷却液时，可以给导热件20散热，提高导热件20与液冷板本体10之间的温差，使得导热件20与液冷板本体10之间具有较高的换热效率，同时，当导热件20为热管时，通过在导热件20的表面设置冷却板30，可以避免因导热件20整体温度过高而导致内部的工质无法回流的现象，保证导热件20正常工作。

进一步的，液冷板本体10上设置有容纳结构105，容纳结构105为贯穿液冷板本体10的厚度的通孔105b，导热件20位于通孔105b内，且冷却板30设置在导热件20背离被冷却件的一面。

如图3、图4所示，通孔105b贯穿液冷板本体10的厚度，导热件20为偏平状结构，导热件20位于通孔105b内，并与通孔105b的侧壁接触，这样，导热件20与通孔105b具有较大的换热面积；导热件20包括相对的第一面与第二面，若将导热件20朝向被冷却件设置的一面记为第一面，背离被冷却件设置的一面记为第二面，则导热件20的第一面不突出于冷却面104，导热件20的第二面设置有冷却板30，且冷却板30覆盖第二面，由于冷却板30远离被冷却件，因此，冷却板30受被冷却件高温的影响较小，冷却板30能较好的为导热件20进行散热，使得导热件20与液冷板本体10之间具有较高的换热效率，进而使得液冷板本体10不同区域的温度的差异性较小。

具体设置时，液冷板本体10包括层叠设置的第一冷板11、第二冷板12，第一冷板11包括第一部分111与第二部分112，第一部分111朝向背离第二冷板12的一侧凹陷，并形成第一通道103，通孔105b贯穿第二部分112与第二冷板12设置；

冷却板30位于相邻的两个第一部分111之间。

如图2、图3所示，液冷板本体10包括第一冷板11、第二冷板12，第一冷板11、第二冷板12层叠设置，第一冷板11通过热压工艺形成第一部分111与第二部分112，其中，第一部分111朝向背离第二冷板12的一侧凹陷，从而形成第一通道103。

如图3、图4所示，通孔105b贯穿第二部分112与第二冷板12的厚度设置，导热件20位于该通孔105b内，冷却板30设置在导热件20远离冷却面的一侧，也就是说，冷却板30位于相邻的两个第一部分111之间，相对于第二部分112而言，由于第一部分111向外凹陷，使得相邻的两个第一部分111之间产生容纳空间，通过将冷却板30设置在该容纳空间中，不会额外增加液冷板本体10的整体厚度，也使得冷却板30远离被冷却件设置，冷却板30能较好的为导热件20进行散热，使得导热件20与液冷板本体10之间能够保持较大的温差，从而具有较高的换热效率。

进一步的，第二通道303包括由多个隔板形成的子通道3031。如图4、图5所示，多个子通道3031并排设置，由于每个子通道3031的横截面积较小，因此冷却液的换热热阻较低，并且，在流量一定的情况下，通过减小冷却液的流通面积，可以提高冷却液的流速，从而提高冷却板30与导热件20之间的换热效率。

值得说明的是，除了上述结构外，该液冷系统还包括与液冷板本体10的第一进液口101连通的第一进液管路、与第一出液口102连通的第一出液管路，以及与冷却板30的第二进液口301连通的第二进液管路、与第二出液口302连通的第二出液管路，在此不具体介绍。

基于相同的发明构思，本实用新型实施例还提供了一种电池装置，该电池装置包括电池组以及上述技术方案中任一项所述的液冷板系统。

该电池装置可以为电池包，也可以为电池模组，该电池装置所采用的液冷板包括液冷板本体10与导热件20，导热件20具有良好的导热性，且导热件20沿第一通道103的延伸方向设置，从而在液冷板本体10上形成高效的导热通道，使得液冷板本体10的高温区域的热量可以通过导热件20快速地向低温区域传递，这样，缩小了液冷板本体10不同区域之间的温度差异，有利于提高电池装置温度的一致性。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种液冷系统，其特征在于，包括液冷板本体与多个导热件；

所述液冷板本体设有第一进液口、第一出液口以及连通所述第一进液口与所述第一出液口的第一通道；所述液冷板本体还设有冷却面，所述液冷板本体通过所述冷却面与被冷却件进行热交换；

所述导热件沿所述第一通道的延伸方向设置，所述导热件的至少部分表面与所述液冷板本体接触，且所述导热件不突出于所述冷却面。

2.如权利要求1所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板本体上设置有容纳结构，所述导热件位于所述容纳结构内，且沿垂直于所述冷却面的方向，所述导热件的高度不大于所述容纳结构的深度。

3.如权利要求2所述的液冷系统，其特征在于，所述容纳结构为设置在所述液冷板本体表面的凹槽或贯穿所述液冷板本体厚度的通孔。

4.如权利要求3所述的液冷系统，其特征在于，若所述容纳结构为设置在所述液冷板本体表面的凹槽，则所述凹槽设于所述冷却面，且所述导热件与所述冷却面平齐；

若所述容纳结构为贯穿所述液冷板本体厚度的通孔，则所述导热件与所述冷却面平齐。

5.如权利要求1～3任一项所述的液冷系统，其特征在于，所述第一通道包括多个沿第一方向设置的分段，相邻的两个分段通过弯道连通；

相邻的两个分段之间设置有一个所述导热件。

6.如权利要求5所述的液冷系统，其特征在于，所述导热件的表面设置有冷却板，所述冷却板设置有第二进液口、第二出液口以及连通所述第二进液口与所述第二出液口的第二通道。

7.如权利要求6所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板本体上设置有容纳结构，所述容纳结构为贯穿所述液冷板本体厚度的通孔，所述导热件位于所述通孔内，所述冷却板设置在所述导热件远离所述冷却面的一侧。

8.如权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，所述液冷板本体包括层叠设置的第一冷板、第二冷板，所述第一冷板包括第一部分与第二部分，所述第一部分朝向背离所述第二冷板的一侧凹陷，并形成所述第一通道；

所述通孔贯穿所述第二部分与所述第二冷板设置；

所述冷却板位于相邻的两个第一部分之间。

9.如权利要求6所述的液冷系统，其特征在于，所述第二通道包括由多个隔板分隔形成的子通道。

10.一种电池装置，其特征在于，包括电池组以及权利要求1～9任一项所述的液冷系统。

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