CN216354409U - 一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘，其包括由N根沿同一平面布置、且相互平行的铝扁管所形成的冷却排管，在冷却排管长度方向的两端分别密封安装有一根采用复合铝管制成的集流管，并在其中一根集流管上安装有冷媒进口管，在另一根集流管上安装有冷媒出口管；在每根铝扁管内设置有若干个相互平行的冷却流道，每一冷却流道的两端分别连通一根集流管的内腔；N为≥1的整数。本申请中采用铝扁管制作平行流水冷却盘，由于铝扁管具有平整的外表面，能够提高与锂电池的接触面积，提高换热效率。本申请中的平行流水冷却盘的内表面积，可以达到板式水冷盘的面积的3.5‑4倍，是板式水冷盘的两倍以上，热交换效率是板式水冷盘的3倍以上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘。
背景技术
目前，水冷式锂电池冷却盘的水冷底座，采用的都是板式水冷盘。这种板式水冷盘，是把铝板放置在模具里，用高压空气吹胀，使铝板随同模具的形状，制成具有弯曲状凹槽的水冷板，然后把两块水冷板叠合在一起进行钎焊，并使相对的凹槽之间形成流道，然后在流道的两端分别安装进液管和出液管，如此便制成一个锂电池用的板式水冷盘。
这种板式水冷盘具有显著的缺陷，1、其铝板的厚度至少需要1mm，制造成本较高，且较厚的铝板还导致传热距离过长，使换热效率降低。2、由于铝板构成流道后，上表面会凹凸不平，因此板式水冷盘与锂电池的接触面较小，同样会使换热效率降低。3、由于流道的长度较长，需要采用大功率的水泵来驱动冷却水，而且为了避免距离出液管较近的区域升温过大，冷却水需要较高的流速，这就进一步增大了水泵的功率。4、这种板式水冷盘，它的内表面积很小，往往只能达到水冷板面积的1.5倍左右，换热效率太低。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘，其包括由N根沿同一平面布置、且相互平行的铝扁管所形成的冷却排管，在冷却排管长度方向的两端分别密封安装有一根采用复合铝管制成的集流管，并在其中一根集流管上安装有冷媒进口管，在另一根集流管上安装有冷媒出口管；
在每根铝扁管内设置有若干个相互平行的冷却流道，每一冷却流道的两端分别连通一根集流管的内腔；N为≥1的整数。
本申请中采用铝扁管制作平行流水冷却盘，由于铝扁管具有平整的外表面，能够提高与锂电池的接触面积，提高换热效率，而且铝扁管的壁厚较薄，也有利于传热。而且本申请中的水冷流道由铝扁管的内孔形成，由于水冷流道呈直线状且相互平行，不再采用弯曲流道，冷却水由一根集流管分别进入到各个水冷流道，然后经另一根集流管汇集后排出，采用直线状的水冷流道缩短了冷却水的流动距离，扩大了总的流动截面，由此能够降低冷却水的驱动泵的能耗，降低冷却费用，更重要的是，由于具有相互平行的冷却流道，本申请中的平行流水冷却盘的内表面积，可以达到板式水冷盘的面积的3.5-4倍，是板式水冷盘的两倍以上。综合以上各项参数，平行流水冷却盘的热交换效率，将比板式水冷盘高至3倍左右。
具体地，当N≥2时，相邻的两根铝扁管钎焊在一起。在制备平行流水冷却盘的过程中，可以将钎焊片夹持在两根铝扁管之间，利用钎焊炉加热，融化钎焊片，将各铝扁管钎焊在一起。由于铝扁管的壁厚较薄，利用钎焊方式，能够方便地将各铝扁管连接为一个整体，且保证铝扁管的完整性。
具体地，每根集流管均包括一根复合铝合金直管和密封地钎焊在该复合铝合金直管的两端的堵头；在每根集流管上均开设有一个安装孔，安装孔的宽度为N根铝扁管宽度的总和；安装孔的高度与铝扁管的高度一致；并排的N根铝扁管一起插入到两侧的集流管的安装孔内，并被钎焊在集流管上。
利用钎焊方式，可以在加工过程中，保证集流管和铝扁管的完整性，避免采用其他焊接方式对集流管和铝扁管造成破坏或变形，同时还可以避免采用其它有机类粘结剂进行粘结时，粘结剂易于开裂的问题。
具体地，每一堵头均由一整块复合铝板冲压而成，该堵头包括主体部和设置在该主体部四周的密封部，主体部与密封部之间形成台阶状，该主体部紧密地插入到复合铝合金直管内，且使密封部抵靠在复合铝合金直管的端面上。
上述结构能够有效地扩大堵头与复合铝合金直管之间的接触面积，提高堵头的稳定性和密封性。
进一步，该复合铝合金直管包括基板和覆盖在该基板外表面上的钎焊层，该钎焊层在高温下，能够融化并流动到集流管与铝扁管之间的缝隙内，使集流管与铝扁管两者焊为一体。
在制作平行流水冷却盘时，先采用复合金属管制作复合铝合金直管，然后开设安装孔，将铝扁管插入到安装孔内，并安装堵头，形成部件总成，复合金属管包括复合在一起的基板和钎焊层，将部件总成在钎焊炉内加热，使钎焊层融化成钎焊熔液，钎焊熔液流动到复合铝合金直管与铝扁管之间的缝隙内，使铝扁管与复合铝合金直管焊为一体。该设计能够使复合铝合金直管和铝扁管形成为一个整体，且表面光洁，不易产生渗漏。
具体地，每一铝扁管均包括一顶板、一底板和两块侧板，其中顶板和底板沿高度方向间隔设置且相互平行，每块侧板将顶板和底板的宽度方向的同一侧封闭，该顶板和底板的厚度均为0.5±0.1mm。铝扁管在目前已经作为成熟的产品，直接从市场采购或定制均可，为了保证传热效率，本申请中铝扁管的顶板和底板的厚度均为0.5±0.1mm。
具体地，为降低平行流水冷却盘的体积，铝扁管的高度为8.0-8.2mm。
附图说明
图1是本实用新型一实施例的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2中B—B向的视图。
图4是图3中C部分的放大图。
图5是集流管的截面图。
图6是铝扁管的结构示意图。
图7是堵头的结构示意图。
图8是图7的俯视图。
图9是图8中D—D向的视图。
具体实施方式
请参阅图1-图4，一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘，其包括由四根沿同一平面布置、且相互平行的铝扁管20所形成的冷却排管，在冷却排管长度方向的两端分别密封安装有一根集流管30，并在其中一根集流管上安装有冷媒进口管36，在另一根集流管上安装有冷媒出口管37。相邻的两根铝扁管钎焊在一起。
本实施例中，请参阅图6，每根铝扁管20均包括一顶板21、一底板22和两块侧板23，其中顶板21和底板22沿高度方向间隔设置且相互平行，每块侧板23将顶板和底板的宽度方向的同一侧封闭，该顶板和底板的厚度V均为0.5±0.1mm。在顶板和底板之间还设置有29块中间隔板24，中间隔板沿竖直方向延伸，使铝扁管形成有30个呈直线状且相互平行的通孔，每个通孔均形成为一个水冷流道26。每根铝扁管20的宽度S均为200mm，高度H均为8.0-8.2mm。
即在每根铝扁管内设置有若干个相互平行的冷却流道，每一冷却流道的两端分别连通一根集流管的内腔。
在本实施例中，每根集流管30均包括一根复合铝合金直管31和密封地钎焊在该铝合金直管的两端的堵头40；在每根复合铝合金直管31上均开设有一个安装孔32，安装孔的宽度为四根铝扁管宽度的总和；安装孔的高度与铝扁管的高度一致；并排的N根铝扁管一起插入到两侧的集流管的安装孔内，并被钎焊在集流管上。
请参阅图7-图9，每一堵头40均由一整块复合铝板冲压而成，该堵头40包括主体部41和设置在该主体部四周的密封部42，主体部与密封部之间形成台阶状，该主体部紧密地插入到铝合金直管内，且使密封部抵靠在铝合金直管的端面上，复合铝板的外侧具有钎焊料，高温下复合铝板上的钎料会融化，并使堵头同复合铝合金直管焊为一体。
该复合铝合金直管包括基板和覆盖在该基板外表面上的钎焊层，该钎焊层在高温下，能够融化并流动到集流管与铝扁管之间的缝隙内，使集流管与铝扁管两者焊为一体。
请参阅图5，在制作集流管30时，是采用复合铝合金直管31制备，该复合铝合金直管包括基板311和复合在基板311外表面上的钎焊层312，在进行加热后，钎焊层会融化为液体，然后流动到各部件之间的缝隙内，将各部件钎焊在一起。具体在本实施例中，基板311的材料为牌号3003的铝合金，钎焊层312的材料为牌号4045的铝合金。其中牌号3003的铝合金为铝锰合金，其熔点为660℃，牌号4045的铝合金为铝硅合金，其熔点为605℃。
在制作平行流水冷却盘时，首先将集流管和铝扁管完成预安装，形成部件总成，然后将部件总成放置到钎焊炉内，将炉温调整到610-620℃，将钎焊层融化，所产生的钎焊熔液会流动到与集流管相连接的各部件之间的缝隙内，完成钎焊。
为了一次性完成钎焊，在相邻的两根铝扁管之间放置有钎焊条50，融化的钎焊条将相邻的两根铝扁管钎焊在一起。
Claims (7)
1.一种用于锂电池冷却的平行流水冷却盘，其特征在于，
包括由N根沿同一平面布置、且相互平行的铝扁管所形成的冷却排管，在冷却排管长度方向的两端分别密封安装有一根采用复合铝管制成的集流管，并在其中一根集流管上安装有冷媒进口管，在另一根集流管上安装有冷媒出口管；
在每根铝扁管内设置有若干个相互平行的冷却流道，每一冷却流道的两端分别连通一根集流管的内腔；N为≥1的整数。
2.根据权利要求1所述的平行流水冷却盘，其特征在于，
当N≥2时，相邻的两根铝扁管钎焊在一起。
3.根据权利要求1所述的平行流水冷却盘，其特征在于，
每根集流管均包括一根复合铝合金直管和密封地钎焊在该复合铝合金直管的两端的堵头；在每根集流管上均开设有一个安装孔，安装孔的宽度为N根铝扁管宽度的总和；安装孔的高度与铝扁管的高度一致；并排的N根铝扁管一起插入到两侧的集流管的安装孔内，并被钎焊在集流管上。
4.根据权利要求3所述的平行流水冷却盘，其特征在于，
每一堵头均由一整块复合铝板冲压而成，该堵头包括主体部和设置在该主体部四周的密封部，主体部与密封部之间形成台阶状，该主体部紧密地插入到复合铝合金直管内，且使密封部抵靠在复合铝合金直管的端面上。
5.根据权利要求3所述的平行流水冷却盘，其特征在于，
该复合铝合金直管包括基板和覆盖在该基板外表面上的钎焊层，该钎焊层在高温下，能够融化并流动到集流管与铝扁管之间的缝隙内，使集流管与铝扁管两者焊为一体。
6.根据权利要求1所述的平行流水冷却盘，其特征在于，
每一铝扁管均包括一顶板、一底板和两块侧板，其中顶板和底板沿高度方向间隔设置且相互平行，每块侧板将顶板和底板的宽度方向的同一侧封闭，该顶板和底板的厚度均为0.5±0.1mm。
7.根据权利要求1所述的平行流水冷却盘，其特征在于，铝扁管的高度为8.0-8.2mm。
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