CN217062263U

CN217062263U - 液冷板、电池包和车辆

Info

Publication number: CN217062263U
Application number: CN202123234796.1U
Authority: CN
Inventors: 刘洁
Original assignee: Beijing Chehejia Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Chehejia Automobile Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-07-26
Anticipated expiration: 2031-12-21

Abstract

本申请实施例提供一种液冷板、电池包和车辆，其中，所述液冷板内设置有总进液流道、总出液流道、多个进液支路、多个出液支路以及多个换热腔；所述总进液流道与所述总出液流道沿自身宽度方向并行设置，多个所述换热腔设置在所述总进液流道和所述总出液流道之间，并沿所述总进液流道的长度方向间隔分布；每一个所述换热腔均通过至少一个所述进液支路连通所述总进液流道，并通过至少一个所述出液支路连通所述总出液流道。本申请实施例提供的技术方案，可以最大程度保证各个独立的换热腔内液体温度的一致性，从而使得各个换热腔对各个电芯换热的均匀性更高，可以保证各个电芯间温度的均衡。

Description

液冷板、电池包和车辆

技术领域

本申请实施例涉及电池冷却技术领域，尤其涉及一种液冷板、电池包和车辆。

背景技术

动力电池作为新能源汽车的核心供能组件，其安全性、动力性能以及能量密度水平对新能源汽车能否保证高安全系数、优良驾驶体验以及低能耗至关重要。

然而动力电池的特性受环境温度的影响比较显著，无论是在高温环境电池热量积聚导致的热失控等潜在风险，还是在低温环境中，电池可用能量和功率衰减及电池加速老化的风险，都要求电池系统中需具备优良的热管理组件以确保电池处在良好的工作温度区间。针对此，一般采用液冷板对电池进行降温，避免电池温度过高。

在电芯排布方案中，随着电芯阵列数的增加，多个电芯组合形成后的长度较长，因此对应设置的液冷板长宽比增大，导致液冷板呈窄长条形状。液冷板内流路设计受其本身长宽尺寸限制，一般是采用沿长度方向一端进液一端出液的流道设计。然而，随着液冷板长度的加长，进液端与出液端温差无法避免的加大，对电芯的温场均匀性极为不利。虽然在一些传统方式中，存在同侧进出液的方案，可一定程度缓解液冷板两端温度的偏差。但是，电芯阵列数量越大、充电倍率需求越高的情况下，窄长形状的液冷板沿其长度方向两端温差仍然不可避免较大，同样不利于电芯间的温度均衡，进而直接影响动力电池的性能输出甚至使用寿命。同时，窄长形状的液冷板内流道要兼顾长度方向上所有电芯的换热，流道长因而流阻增大，对热管理系统回路水泵能量需求增加。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本申请实施例，以便提供一种解决上述问题的液冷板、电池包和车辆。

本申请实施例提供一种液冷板，所述液冷板内设置有总进液流道、总出液流道、多个进液支路、多个出液支路以及多个换热腔；

所述总进液流道与所述总出液流道沿自身宽度方向并行设置，多个所述换热腔设置在所述总进液流道和所述总出液流道之间，并沿所述总进液流道的长度方向间隔分布；

每一个所述换热腔均通过至少一个所述进液支路连通所述总进液流道，并通过至少一个所述出液支路连通所述总出液流道。

本申请一可选实施例中，所述总进液流道的一端具有进液口，所述总出液流道的一端具有出液口，所述进液口和所述出液口分布在所述总进液流道长度方向的两端。

本申请一可选实施例中，所述换热腔的横截面积分别大于所述进液支路和所述出液支路的横截面积。

本申请一可选实施例中，在对应所述总进液流道和所述总出液流道处，所述液冷板具有第一板厚，在对应所述换热腔处，所述液冷板具有第二板厚，所述第一板厚小于所述第二板厚。

本申请一可选实施例中，所述换热腔内设有扰流结构，所述扰流结构呈凹凸设置。

本申请一可选实施例中，所述扰流结构为设置在所述换热腔内的扰流板；或者，

所述换热腔的内壁面呈凹凸设置而构成所述扰流结构。

本申请一可选实施例中，所述液冷板呈长方形，所述总进液流道与所述总出液流道的长度方向沿所述液冷板的长边。

本申请实施例还提供一种电池包，包括：

液冷板，所述液冷板内设置有总进液流道、总出液流道、多个进液支路、多个出液支路以及多个换热腔；

每一个所述换热腔均通过至少一个所述进液支路连通所述总进液流道，并通过至少一个所述出液支路连通所述总出液流道；以及，

电芯组，所述电芯组与所述液冷板接触。

本申请一可选实施例中，所述电芯组包括并排设置的多个电芯，所述液冷板的每一个换热腔对应一个所述电芯。

本申请一可选实施例中，所述液冷板贴合设置在所述电芯组的外侧，所述液冷板的长度方向沿所述电芯组的长度方向；或者，所述液冷板贴合设置在相邻的两个所述电芯之间。

本申请一可选实施例中，所述液冷板在对应所述总进液流道和所述总出液流道的位置分别与所述电芯间隔，所述液冷板在对应所述换热腔的位置与所述电芯贴合。

本申请实施例还提供一种车辆，所述车辆包括电池包。

本申请实施例提供的技术方案，换热腔主要起到对电芯换热的作用，总进液流道、总出液流道、进液支路和出液支路则对应起到进出液的目的，总进液流道各处的液体温度较为接近，因此经由各个进液支路流入到换热腔内的液体温度较为接近，可以最大程度保证各个独立的换热腔内液体温度的一致性，从而使得各个换热腔对各个电芯换热的均匀性更高，可以保证各个电芯间温度的均衡。同时，多个换热腔分别与总进液流道和总出液流道连接，故相当于多个换热腔是并联设置的，由于液冷板各个独立的换热腔之间水路的并联关系，大大减小了由于液冷板长度较长而造成的流阻过大问题，也降低了电池液冷回路对整车热管理系统水泵扬程的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中的一种电池包的结构示意图；

图2为图1中液冷板的剖切示意图；

图3为图1中液冷板的另一剖切示意图。

附图标记：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						10	液冷板	14	出液支路	18	扰流结构
11	总进液流道	15	换热腔	20	电芯组
						12	总出液流道	16	进液口	21	子单元
13	进液支路	17	出液口	211	电芯

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。

需要说明的是，在本申请的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等，则“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件或名称，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现“和/或”，则其含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请实施例提供一种液冷板，可有效提高换热的均匀性。

请结合参考图1至图3，图1和图2中的粗线箭头代表液体的流动方向，本申请实施例提供一种液冷板10，所述液冷板10内设置有总进液流道11、总出液流道12、多个进液支路13、多个出液支路14以及多个换热腔15；总进液流道11与总出液流道12沿自身宽度方向并行设置，多个换热腔15设置在总进液流道11和总出液流道12之间，并沿总进液流道11的长度方向间隔分布。每一个换热腔15均通过至少一个进液支路13连通总进液流道11，并通过至少一个出液支路14连通总出液流道12。

其中，总进液流道11与总出液流道12沿自身宽度方向并行设置指的是，总出液流道12分布在总进液流道11宽度方向上的一侧，并且，两者的长度方向平行或者是大体平行。

本申请实施例中，以液冷板10对电芯组20进行冷却为例，由于多个换热腔15相当于是并联的，并且每一个换热腔15可以对应电芯组20中的一个电芯211设置，换热腔15主要起到对电芯211换热的作用，总进液流道11、总出液流道12、进液支路13和出液支路14则对应起到进出液的目的，总进液流道11各处的液体温度较为接近，因此经由各个进液支路13流入到换热腔15内的液体温度较为接近，可以最大程度保证各个独立的换热腔15内液体温度的一致性，从而使得各个换热腔15对各个电芯211换热的均匀性更高，可以保证各个电芯211间温度的均衡。同时，由于液冷板10各个独立的换热腔15之间水路的并联关系，大大减小了由于液冷板10长度较长而造成的流阻过大问题，也降低了电池液冷回路对整车热管理系统水泵扬程的需求。

下面结合具体实施方式对本申请实施例作进一步详细描述。

以液冷板10呈长条状为例，本申请一些实施例中，液冷板10呈长方形，液冷板10具有两个长边和两个短边，总进液流道11与总出液流道12的长度方向沿液冷板10的长边，总进液流道11与总出液流道12沿液冷板10的短边间隔分布，进液支路13和出液支路14分别沿短边延伸，多个进液支路13和多个出液支路14分别沿长边间隔分布，多个换热腔15同样沿长边间隔分布。

对窄长型的液冷板10划分区域，主要分为总流道区域和换热区域：其中总流道区域分为总进液流道11和总出液流道12，总进液流道11、总出液流道12均是贯通液冷板10的长边方向；换热区域由多个相互独立的换热腔15组成，在方壳电芯211成组模块中，液冷板10每个独立的换热腔15分别对应一个电芯211的侧面，且每个独立的换热腔15与总进液流道11、总出液流道12间有进液支路13和出液支路14连接。通过液冷板10上多个独立的换热腔15对应电芯211的侧面进行换热，可以最大程度保证各个独立的换热腔15内液体温度的一致性，从而保证电芯211间温度的均衡。同时，由于液冷板10各个独立的换热腔15之间水路的并联关系，大大减小了由于液冷板10长度较长而造成的流阻过大问题，也降低了电池液冷回路对整车热管理系统水泵扬程的需求。

本申请实施例中，总进液流道11具有进液口16，总出液流道12具有出液口17，液体从进液口16进入到总进液流道11，然后分流到各个进液支路13，并进入到对应的换热腔15内，对电芯211进行冷却换热后，再从对应的各个出液支路14流向总出液流道12，最终从出液口17流出。用于冷却的液体包括但不限于水，还可以是其它可以起到冷却作用的液体。

本申请一具体实施方式中，总进液流道11的一端具有进液口16，总出液流道12的一端具有出液口17，进液口16和出液口17分布在总进液流道11长度方向的两端。如此，进液口16位于液冷板10的一个短边，出液口17位于液冷板10的另一个短边。当然，在其它实施例中，进液口16和出液口17也可以设置在长边。

本申请实施例中，换热腔15的横截面积分别大于进液支路13和出液支路14的横截面积。具体而言，沿总进液流道11长度方向，换热腔15的长度分别大于进液支路13和出液支路14的长度，因此换热腔15的横筋面积较大，覆盖电芯211的范围更宽，对电芯211的冷却效果更好，而进液支路13和出液支路14的横筋面积较小，覆盖电芯211的范围更窄，可以减少与电芯211的换热，因而使得总进液流道11、多个进液支路13之间的水温差异较小，同时也使得总出液流道12和多个出液支路14内的水温差异较小，可以最大程度保证各个独立的换热腔15内液体温度的一致性，从而保证电芯211间温度的均衡。

为进一步减小各个换热腔15内液体温度的差异，实现各个换热腔15内液体温度的一致性，因此本申请实施例中，在对应总进液流道11和总出液流道12处，液冷板10具有第一板厚A，在对应换热腔15处，液冷板10具有第二板厚B，第一板厚A小于第二板厚B。具体而言，液冷板10具有相背离的且沿厚度方向分布的第一外侧面和第二外侧面，第一外侧面和第二外侧面之间的距离构成液冷板10的板厚。第一外侧面面向电芯211，第二外侧面背离电芯211。对应总进液流道11和总出液流道12处，第一外侧面与电芯211间隔，减小总进液流道11和总出液流道12与电芯211的换热；对应换热腔15处，第一外侧面与电芯211贴合，换热效果更好。本申请一具体实施方式中，第二板厚与第一板厚的差值为0.5-1mm，具体可以是0.5mm、0.7mm、1mm等数值。

一种实现第一板厚小于第二板厚的方式是，第一外侧面在对应总进液流道11与总出液流道12的位置分别朝第二外侧面凹陷，如此，总进液流道11沿液冷板10厚度方向的尺寸、以及总出液流道12沿液冷板10厚度方向的尺寸均小于换热腔15沿液冷板10厚度方向的尺寸。

另一种实现第一板厚小于第二板厚的方式是，总进液流道11与总出液流道12的腔壁的壁厚较薄，同样可以实现第一板厚较小。

进一步地，换热腔15内设有扰流结构18，扰流结构18呈凹凸设置。本申请实施例中，扰流结构18具有多个凹部和多个凸部，多个凹部和多个凸部沿进液支路13的进液方向上交替分布，因此液体沿进液方向流动时，依次经过各个凹部和凸部，凹部和凸部延长了液体的流动路径，增加了液体在换热腔15内的停留时间，进而增加了液体通过液冷板10的板面与电芯211的接触时长，换热时间更久，因此对电芯211的冷却效果更好，扰流结构18确保了各个换热腔15具有足够的换热能力。当然，其它实施例中，扰流结构18的多个凹部和多个凸部也可以无序分布，或者是呈矩形阵列状分布，只要能够延长液体的流动路径即可。

本申请一些实施例中，扰流结构18为设置在换热腔15内的扰流板，该扰流板与液冷板10之间可以采用焊接固定或者其它方式固定。或者，本申请一些实施例中，换热腔15的内壁面呈凹凸设置而构成扰流结构18，该扰流结构18与液冷板10为一体加工成型。

液冷板10的材质包括但不限于铝合金板材、钢材等。当采用铝合金板材时，液冷板10的成型方式包括但不限于冲压、铸造、挤出等。以冲压为例，液冷板10可以通过两块板体冲压成型，总进液流道11、总出液流道12、多个进液支路13、多个出液支路14以及多个换热腔15均是通过在两块板体上冲压出凹槽后组合形成。

本申请实施例还提出一种电池包，电池包包括电芯组20和液冷板10，电芯组20和液冷板10接触，液冷板10的具体结构请参见上述实施例，此处不再赘述。

电芯组20包括并排设置的多个电芯211，液冷板10的每一个换热腔15对应一个电芯211。具体而言，电芯组20包括多个子单元21，多个子单元21依次沿第一方向排布，每一个子单元21均包括多个电芯211，同一个子单元21的多个电芯211依次沿第二方向排布。本实施例中，第一方向和第二方向垂直。具体到本申请一实施例中，第一方向为电芯组20的宽度方向，第二方向为电芯组20的长度方向。

关于液冷板10与电芯组20的相对位置关系具有多种，液冷板10与电芯组20的一种可实现的布置方式是，液冷板10贴合设置在电芯组20的外侧，液冷板10的长度方向沿电芯组20的长度方向，因此液冷板10的长度方向沿着同一个子单元21内多个电芯211的排布方向，每一个换热腔15对应同一个子单元21上的一个电芯211。

液冷板10与电芯组20的另一种可实现的布置方式是，液冷板10贴合设置在相邻的两个电芯211之间。具体而言，多个换热腔15沿多个子单元21的排布方向分布，每一个换热腔15对应不同子单元21中的电芯211，即液冷板10的长度方向沿电芯组20的宽度方向。

由于液冷板10需要与电芯211的侧面紧密贴合，以提高换热效率，然而为了保证液冷板10内总进液流道11、总出液流道12的液体温度不随着电芯211的阵列而受到影响，进而避免各个换热腔15内液体温度差异明显，因此本申请实施例中，液冷板10在对应总进液流道11和总出液流道12的位置分别与电芯211间隔，以降低换热效率，减少液体与电芯211换热；液冷板10在对应换热腔15的位置与电芯211贴合，从而提高换热腔15与电芯211的换热效率。本申请实施例中，液冷板10在对应总进液流道11和总出液流道12的位置分别与电芯211间隔，从而使液冷板10的总进液流道11和总出液流道12与电芯211侧面不接触，即不与电芯211换热而影响液体温度，从而保证进入各个换热腔15的液体温度基本一致，确保电芯211间温度的均衡性。

进一步地，液冷板10在对应换热腔15的位置与电芯211之间设有导热胶，通过在液冷板10在对应换热腔15的位置与电芯211之间的间隙填充导热胶可以保证有效的换热面积。

本申请实施例还提出一种车辆，车辆包括电池包，电池包的具体结构请参见上述实施例，此处不再赘述。

本申请实施例中，通过采用该电池包，在目前新能源汽车动力电池电芯211高度集成、4C及以上大倍率充电需求下，解决了电芯211发热量大、热量集中的散热问题，提升电池热管理系统散热能力的同时，确保电芯211间温度均衡，且并联的流道设计避免了由于侧液冷板10窄长的形态而流阻过大的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种液冷板，其特征在于，所述液冷板内设置有总进液流道、总出液流道、多个进液支路、多个出液支路以及多个换热腔；

2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述总进液流道的一端具有进液口，所述总出液流道的一端具有出液口，所述进液口和所述出液口分布在所述总进液流道长度方向的两端。

3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述换热腔的横截面积分别大于所述进液支路和所述出液支路的横截面积。

4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，在对应所述总进液流道和所述总出液流道处，所述液冷板具有第一板厚，在对应所述换热腔处，所述液冷板具有第二板厚，所述第一板厚小于所述第二板厚。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的液冷板，其特征在于，所述换热腔内设有扰流结构，所述扰流结构呈凹凸设置。

6.根据权利要求5所述的液冷板，其特征在于，所述扰流结构为设置在所述换热腔内的扰流板；或者，

所述换热腔的内壁面呈凹凸设置而构成所述扰流结构。

7.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板呈长方形，所述总进液流道与所述总出液流道的长度方向沿所述液冷板的长边。

8.一种电池包，其特征在于，包括：电芯组，所述电芯组与权利要求1-7任意一项所述的液冷板接触。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电芯组包括并排设置的多个电芯，所述液冷板的每一个换热腔对应一个所述电芯。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述液冷板贴合设置在所述电芯组的外侧，所述液冷板的长度方向沿所述电芯组的长度方向；或者，所述液冷板贴合设置在相邻的两个所述电芯之间。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，所述液冷板在对应所述总进液流道和所述总出液流道的位置分别与所述电芯间隔，所述液冷板在对应所述换热腔的位置与所述电芯贴合。

12.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求8至11任意一项所述的电池包。