CN217158309U - 电池用加热与冷却一体式换热板及其应用的电池包 - Google Patents

Abstract

提供了一种电池用加热与冷却一体式换热板以及其应用的电池包。换热板包括板体、第一集液管、第二集液管、进水管头、出水管头、第一流体管道、第二流体管道和至少一个加热条。第一集液管沿板体侧边延伸且具有第一端和第二端。第二集液管沿板体侧边延伸且具有第三端和第四端。进水管头和出水管头分别设于第一集液管和第二集液管上。第一流体管道连接在第一集液管第一端和第二集液管第四端之间，并在板体上弯曲延伸。第二流体管道连接在第一集液管第二端和第二集液管第三端之间，并在板体上弯曲延伸。加热条布置在板体上且与第一流体管道和第二流体管道错开。上述电池用加热与冷却一体式换热板可以节约电池包外部的整车布置空间。

Description

电池用加热与冷却一体式换热板及其应用的电池包

技术领域

本实用新型主要涉及电池，尤其涉及一种电池用加热与冷却一体式换热板及其应用的电池包。

背景技术

新能源电动汽车作为新能源领域中的一项重要应用，在近年来得到了广泛的发展，逐渐进入人们的生活当中。动力电池作为新能源电动汽车的核心动力源，为新能源电动汽车提供驱动力，而电池模组是动力电池的重要组成单元，为动力电池系统的核心零部件。

锂离子动力电池凭借其容量高、循环寿命长、安全性高等特点在新能源车领域应用越来越广泛。但锂离子电池的性能受温度影响较大，在温度较低或者温度较高时电池性能均会受到很大影响。因此目前在锂离子电池包设计中，会根据加热和散热的需要，设计电池加热系统和冷却系统，使电池维持在适宜的温度范围，保证其性能和使用寿命。

随着电池容量和充放电倍率需求的提升，液冷系统逐渐成为电池包标配。针对配有液冷系统的电池包，通常在电池包外部布置PTC加热器以满足加热需要。当电池包在低温下需要加热时，循环液通过PTC加热器加热后通入电池包使电池升温。然而外置PTC加热器的加热方式，需要增加PTC 加热器、循环水泵、管路系统等结构件，成本较高，同时提高了整车控制系统的复杂性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池用加热与冷却一体式换热板，使得电池无需电池包外置加热器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池用加热与冷却一体式换热板，包括板体、第一集液管、第二集液管、进水管头、出水管头、第一流体管道、第二流体管道和至少一个加热条。第一集液管沿着板体侧边延伸，第一集液管具有第一端和第二端。第二集液管沿着板体侧边延伸，第二集液管具有第三端和第四端。进水管头和出水管头分别设于第一集液管和第二集液管上。第一流体管道连接在第一集液管第一端和第二集液管第四端之间，并在板体上弯曲延伸。第二流体管道连接在第一集液管第二端和第二集液管第三端之间，并在板体上弯曲延伸。加热条布置在板体上且与第一流体管道和流体管道错开。

在本实用新型的一实施例中，所述第一集液管和所述第二集液管沿着所述板体的同一侧边延伸，其中所述第一端和第三端相邻，所述第二端和第四端相邻。

在本实用新型的一实施例中，所述第一流体管道和第二流体管道的延伸轨迹相邻。

在本实用新型的一实施例中，所述第一流体管道和第二流体管道的延伸轨迹关于所述板体的对称轴对称。

在本实用新型的一实施例中，电池用加热与冷却一体式换热板包括两个所述加热条，所述两个加热条关于所述板体的对称轴对称。

在本实用新型的一实施例中，所述加热条内具有发热芯体以及连接所述发热芯体的导线，所述导线从所述加热条一端引出。

在本实用新型的一实施例中，所述第一流体管道、第二流体管道和加热条位于所述板体下表面。

在本实用新型的一实施例中，所述板体厚度在1-1.5mm之间，所述流体管道厚度在5-6.5mm之间。

本实用新型还提供了一种电池包，包括电池模组以及电池用加热与冷却一体式换热板，所述换热板具有前述实施例中所述特点，并且所述电池模组放置在所述板体之上。

在本实用新型的一实施例中，所述加热条电连接所述电池模组。

与现有技术相比，本实用新型的电池用加热与冷却一体式换热板通过明通过流体管道与加热条的集成式设计，结构简单，可节约电池包外部的整车布置空间。而且将加热条布置在电池包内部，加热过程热量散失少，降低热管理能耗。另外，换热板第一流体管道和第二流体管道的双流道对流形式设计，可以有效减小冷却温差。

附图说明

包括附图是为提供对本申请进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本申请的实施例，并与本说明书一起起到解释本实用新型原理的作用。附图中：

图1是本申请一实施例的换热板的立体图。

图2是本申请一实施例的换热板的下表面示意图。

图3是本申请一实施例的加热条示意图。

图1-图3中的附图标记列表：

第一流体管道 110

进水管头 111

第一集液管 112

第一端 113

第二端 114

第二流体管道 120

出水管头 121

第二集液管 122

第三端 123

第四端 124

加热条 200

加热线 210

板体 300

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

应当理解，当一个部件被称为“在另一个部件上”、“连接到另一个部件”、“耦合于另一个部件”或“接触另一个部件”时，它可以直接在该另一个部件之上、连接于或耦合于、或接触该另一个部件，或者可以存在插入部件。相比之下，当一个部件被称为“直接在另一个部件上”、“直接连接于”、“直接耦合于”或“直接接触”另一个部件时，不存在插入部件。同样的，当第一个部件被称为“电接触”或“电耦合于”第二个部件，在该第一部件和该第二部件之间存在允许电流流动的电路径。该电路径可以包括电容器、耦合的电感器和/或允许电流流动的其它部件，甚至在导电部件之间没有直接接触。

如图1所示是本实用新型一实施例的一种电池用加热与冷却一体式换热板的立体图，该换热板可以安装于电池包内部。根据图1，该换热板包括位于顶部的板体300，板体300一侧设置有第一集液管112和第二集液管 122。第一集液管112和第二集液管122之间彼此平行，沿着板体300的同一侧边延伸且位置略微错开。第一集液管112上设置有进水管头111，且具有第一端113和第二端114。第二集液管122上设置有出水管头121，且具有第三端123和第四端124。进一步的，第一集液管112的第一端113和第二集液管122的第三端123相邻，第一集液管112的第二端114和第二集液管122的第四端124相邻。在图未示的其他实施例中，第一集液管112 和第二集液管122可以设置在板体300的不同侧边，例如相对侧边或者相邻侧边。

如图2所示是本实用新型的一种电池用加热与冷却一体式换热板的下表面示意图。在本实施例中，板体300下表面还设置有第一流体管道110、第二流体管道120以及加热条200。如图所示，第一流体管道110两端分别连接于第一端113和第四端124，第二流体管道120两端分别连接于第二端 114和第三端123。也就是说，第一流体管道110和第二流体管道120均存在一端与第一集液管112相连通，同时另一端则与第二集液管122相连通。除此之外，板体300下表面还设置有加热条200，其位置紧贴两条流体管道，同时与所述第一流体管道和第二流体管道错开。在图未示的实施例中，第一流体管道110、第二流体管道120以及加热条200也可以布置在板体300 上表面。

具体来说，本实用新型提供的一实施例中为双流道设置，两条流体管道呈蛇形弯曲排布于板体下表面。其中第一流体管道110的一端与第一集液管112的第一端113相连接；同时，第一流体管道110的另一端则与第二集液管122的第四端124相连接。因此，冷却液从第一集液管112的第一端113流入第一流体管道110，在对电池包进行冷却之后，最终通过第四端124流入第二集液管122。对应的，冷却液还从第一集液管112的第二端 114流入第二流体管道120，在对电池包进行冷却之后，最终通过第三端123 流入第二集液管122。

进一步的，冷却液在流体管道中流动，并且在此过程中不断吸收电池包内部的热量以达到对电池模组的散热效果，但是在此过程中，冷却液自身的温度逐渐升高，冷却效率也会有所下降，因此越是远离第一集液管112 的第一端113和第二端114的冷却液，其冷却效果越差，电池模组温度越高，因此容易造成电池模组各个部位温差过大的情况。本实施例中第一流体管道110的入液口与出液口，即第一集液管112的第一端113与第二集液管122的第四端124，分别与第二流体管道的120的出液口与入液口，即第二集液管122的第三端123与第一集液管112的第二端114相邻，即两条流体管道中的冷却液流动方向为对流。同时第一流体管道110和第二流体管道120的延伸轨迹相邻。此设置能够在提高冷却效率的同时有效减小冷却过程中电池模组不同部位之间冷却液的温差，使冷却效果更加均匀。再进一步的，本实施例中第一流体管道110和第二流体管道120的延伸轨迹是关于板体300的对称轴对称的。如图3所示是本实施例的加热条示意图，在本实施例中设置有两条加热条200，其二者相互平行且位置关于板体 300的对称轴对称。除此之外，加热条200的内部还具有发热芯体(图未示)，加热线210同时连接两条发热条的加热芯体以及加热正极、加热负极，控制加热条200进行发热。进一步的，本实施例中两条发热条内部的导线均从其各自一端引出。具体来讲，加热线中存在着多股导线，导线可向加热芯体通电实现发热。其中一股或多股导线由加热条200一端进入加热条内部的发热芯体，延伸至另一端后折返，再从进入端重新引出。再进一步的，加热条外壳材料为铝，与上盖板通过胶粘、焊接或者与上盖板一体型材拉伸成型。

再进一步的，本实施例中的电池用加热与冷却一体式换热板的板体300 厚度在1-1.5mm之间，流体管道110、120厚度在5-6.5mm之间。

需要强调的是，本实用新型所提出的电池用加热与冷却一体式换热板并不以图1-3所示为限制，在一些其他实施例中，其流体管道数量、排布方式、加热线走向、加热条材质等特征并非一成不变的，进行些许的调整仍可以解决现有的技术问题，例如水冷板进出水位置可以根据设计需要进行调整；加热条数量可以根据水冷板的大小和加热需求进行调整；其它结构形式，如水冷板尺寸、厚度、扁管流道回路数量、进出水口位置等，虽然外观结构与前述实施例有区别，但也能达到相同的效果。

本实用新型的一实施例提出的一种电池用加热与冷却一体式换热板，将流体管道与加热条进行集成式设计，能够减小冷却过程中的温差，节约电池包外部的整车布置空间，同时减少加热过程的热量散失，降低热管理能耗。

本实用新型的一实施例还提出了一种电池包，包括电池模组以及电池用加热与冷却一体式换热板，换热板如前述实施例所描述。进一步的，电池模组(图未示)放置在板体300之上，与板体300之间通过导热垫或导热胶填充平面度，在固定的同时提高导热性能，从而提供冷却或加热效率。进一步的，在此实施例中，加热条200通过加热线210电连接至所述电池模组。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述实用新型披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

虽然本申请已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，在没有脱离本申请精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本申请的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于包括：

板体；

第一集液管，沿着所述板体侧边延伸，所述第一集液管具有第一端和第二端；

第二集液管，沿着所述板体侧边延伸，所述第二集液管具有第三端和第四端；

进水管头和出水管头，分别设于所述第一集液管和第二集液管上；

第一流体管道，连接在所述第一集液管第一端和所述第二集液管第四端之间，并在所述板体上弯曲延伸；

第二流体管道，连接在所述第一集液管第二端和所述第二集液管第三端之间，并在所述板体上弯曲延伸；以及

至少一个加热条，布置在所述板体上且与所述第一流体管道和第二流体管道错开。

2.如权利要求1所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述第一集液管和所述第二集液管沿着所述板体的同一侧边延伸，其中所述第一端和第三端相邻，所述第二端和第四端相邻。

3.如权利要求1所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述第一流体管道和第二流体管道的延伸轨迹相邻。

4.如权利要求3所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述第一流体管道和第二流体管道的延伸轨迹关于所述板体的对称轴对称。

5.如权利要求1所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，包括两个所述加热条，所述两个加热条关于所述板体的对称轴对称。

6.如权利要求1或5所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述加热条内具有发热芯体以及连接所述发热芯体的导线，所述导线从所述加热条一端引出。

7.如权利要求1所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述第一流体管道、第二流体管道和加热条位于所述板体下表面。

8.如权利要求1所述的电池用加热与冷却一体式换热板，其特征在于，所述板体厚度在1-1.5mm之间，所述流体管道厚度在5-6.5mm之间。

9.一种电池包，其特征在于包括电池模组和如权利要求1-8任一项所述的电池用加热与冷却一体式换热板，所述电池模组放置在所述板体之上。

10.如权利要求9所述的电池包，其特征在于所述加热条电连接所述电池模组。

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