CN217444499U - 液冷板、冷却系统、电池以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种液冷板、冷却系统、电池及车辆，涉及电动汽车技术领域。液冷板内设有环状流道和设置在所述环状流道内侧的多个间隔设置的节点；每个所述节点连接有至少三个子流道，相邻的两个所述节点通过子流道连通，且靠近所述环状流道的所述节点通过子流道与所述环状流道连通，以形成网状结构；所述环状流道的一侧设有用于通入冷却液的入口，另一侧设有用于流出冷却液的出口。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种液冷板、冷却系统、电池以及车辆。
背景技术
电动汽车内部搭载的电池在释放电能的过程中会产生热量，从而使电池温度升高。而温度升高会导致电池性能下降，因此需要在电池内部设置液冷板，在液冷板内通入冷却液，通过循环的冷却液带走电池内部的热量，从而降低电池的温度。
相关技术中，液冷板内部用于通入冷却液的流道通常为S型流道或U型流道。在使用过程中发现，液冷板采用S型流道或U型流道时，电池各区域之间的温度存在较大差异，无法达到温度的均匀性要求。
实用新型内容
本申请实施例提供一种液冷板、冷却系统、电池以及车辆，用以至少部分解决上述技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种液冷板，所述液冷板内设有环状流道和设置在所述环状流道内侧的多个间隔设置的节点；每个所述节点连接有至少三个子流道，相邻的两个所述节点通过子流道连通，且靠近所述环状流道的所述节点通过子流道与所述环状流道连通，以形成网状结构；所述环状流道的一侧设有用于通入冷却液的入口，另一侧设有用于流出冷却液的出口。
可选地，所述环状流道和所述节点相对所述入口的轴线对称分布。
可选地，与所述节点连接的所述至少三个子流道中的一个子流道与所述入口的轴线平行。
可选地，所述环状流道包括两条与所述入口的轴线平行的外围流道以及连接两条所述外围流道的出口流道，所述出口设置在所述出口流道上；与所述出口流道连通的子流道与所述外围流道平行。
可选地，所述出口设置在所述出口流道和所述外围流道的连接点。
可选地，所述出口流道与所述外围流道垂直。
可选地，所述液冷板包括盖板和流道板，所述流道板上设有凹槽，所述盖板盖在所述流道板上，围成所述节点和所述环状流道。
第二方面，本申请实施例提供了一种冷却系统，包括所述的液冷板和驱动装置，所述驱动装置用于驱动冷却液由所述液冷板的所述入口进入，并由所述出口流出。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括阵列排布的多个电芯以及所述的液冷板，所述液冷板覆盖在所述电芯上。
第四方面，本申请实施例提供了一种车俩了那个，包括上述的电池。
本申请提供的液冷板内设有环状流道和设置在环状流道内侧的多个间隔设置的节点，每个节点连接有至少三个子流道，相邻的两个节点通过子流道连通，且靠近环状流道的节点通过子流道与环状流道连通，以形成网状结构。相对于相关技术中的U型流道或S型流道，包括多个节点的网状结构流道流场分布均匀性更好，热场的温度均匀性更好，并且能降低冷却液流动过程中的压力损失。
附图说明
图1为相关技术中电池各区域的温度分布图；
图2为本申请提供的一种电池实施例的部分结构分解图；
图3为本申请提供的一种液冷板实施例的冷却液流向示意图；
图4为本申请提供的一种液冷板实施例的分解图；
图5为本申请提供的一种液冷板实施例中流道板的示意图。
附图标记：
11-电芯；
12-隔热垫；
13-端板；
14-导热垫；
20-液冷板；
20a-入口；
20b-出口；
21-盖板；
22-流道板；
23-节点；
24-环状流道；
24a-外围流道；
24b-出口流道；
25-子流道。
具体实施方式
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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
电动汽车内部搭载的电池(例如动力电池)在释放电能的过程中会产生热量，从而使电池温度升高。而温度升高会导致电池性能下降，因此需要在电池内部设置液冷板，在液冷板内通入冷却液，通过循环的冷却液带走电池内部的热量，从而降低电池的温度。
相关技术中，动力电池包括阵列排布的多个电芯，液冷板覆盖在电芯上，从而调节各电芯的温度。其中，液冷板内部用于通入冷却液的流道通常为S型流道或U型流道。
图1所示为液冷板采用U型流道时，电池各个区域的温度分布图。图中深色部分为相对低温区域，浅色部分为相对高温区域。由图1可知，液冷板采用U型流道时，电池中各个电芯之间的温度存在较大差异。由于电芯的温度影响电芯的循环寿命和性能，因此各电芯之间温度的不一致会导致各电芯循环寿命和性能的不一致，从而影响电池的整体性能。
鉴于此，本申请提供了一种液冷板、冷却系统、电池以及车辆，在液冷板中设置多个间隔设置的节点，从而使电池各区域之间的温度更加均匀。
如图2至图5所示，本申请提供了一种电池，电池包括阵列排布的多个电芯以及覆盖在电芯上的液冷板。
电芯为电池的储能单元，多个电芯串联或并联后对外提供电能。
多个电芯阵列排布后共同形成传热面，液冷板覆盖在传热面上，通过液冷板内部循环的冷却液与传热面热交换，从而调节各电芯的温度。
图2为本申请提供的一种电池实施例的部分结构分解图。示例性地，如图2所示，多个电芯11阵列排布后形成板状结构，板状结构的一侧形成传热面，液冷板20覆盖在传热面上，为提高电芯11与液冷板20的热交换效果，在液冷板20和传热面之间还可以设置导热垫14。其中，导热垫14的材质和结构可以根据实际需要灵活设置，能提高液冷板20和传热面之间的热交换率即可。板状结构的相对另一侧设置有隔热垫12，防止电芯11的热量传递给与电池相邻的其他部件。其中，隔热垫12的材质和结构可以根据实际需要灵活设置，能降低电芯11和隔热垫12另一侧部件之间的热传递即可。板状结构的相对两端还可以设置有端板13，端板13用于固定电芯11。例如，电芯11设置有两列，每列有六个电芯11，端板13用于将同一列的电芯11固定在一起。液冷板20设置有入口20a和出口20b，冷却液由入口20a通入并由出口20b排出，冷却液在液冷板20流动过程中与传热面发生热交换，从而调节电芯11的温度。
需要说明的是，本申请中的冷却液并非专用于冷却，在电池温度过低时，还可以在液冷板20中通入相对高温的冷却液，通过冷却液将热量传递给电芯11，从而提高电芯11的温度。
本申请提供了一种液冷板20，液冷板20内设有环状流道24和设置在环状流道24内侧的多个间隔设置的节点23。
节点23通过子流道25直接或间接与入口20a连通，使节点23内通入冷却液，从而与电芯11进行热交换，调节电芯11的温度。示例性地，液冷板20覆盖在电芯11后，部分节点23位于图1中的相对低温区域，从而使上述相对低温区域的温度更加可控。
每个节点23连接有至少三个子流道25，相邻的两个节点23通过子流道25连通，且靠近环状流道24的节点23通过子流道25与环状流道24连通，以形成网状结构。节点23、子流道25以及环状流道24连接形成网状结构，使液冷板20内部的流道分布更加均匀，因此各电芯11与流道内冷却液的热交换量也更加均匀，降低了各电芯11之间的温度差异。
环状流道24的一侧设有用于通入冷却液的入口20a，另一侧设有用于流出冷却液的出口20b。
图3为本申请提供的一种液冷板实施例的冷却液流向示意图。图3中各方框框出的区域为节点23，箭头指示冷却液的流动方向。示例性地，如图3所示，冷却液由入口20a通入液冷板20后，部分冷却液进入环状流道24，部分冷却液进入节点23及子流道25中，并最终汇合后由出口20b流出。
本申请提供的液冷板20内设有环状流道24和设置在环状流道24内侧的多个间隔设置的节点23，每个节点23连接有至少三个子流道25，相邻的两个节点23通过子流道25连通，且靠近环状流道24的节点23通过子流道25与环状流道24连通，以形成网状结构。相对于相关技术中的U型流道或S型流道，包括多个节点23的网状结构流道流场分布均匀性更好，热场的温度均匀性更好，并且能降低冷却液流动过程中的压力损失。
示例性地，液冷板20内环状流道24、节点23及子流道25的分布及流道内热-流速等计算基于默里定律(Murray Law)，以保证温度调节效果的前提下降低压力损失。例如，基于默里定律和树状分形的流道设计，在设计流道分布的同时，结合传统液冷系统设计流程和流体传热及压降模型，并采用计算机仿真技术对流道进行优化设计。
可选地，环状流道24和节点23相对入口20a的轴线对称分布。示例性地，如图3所示，环状流道24和节点23相对入口20a的水平方向的轴线对称分布。环状流道24和节点23对称分布，使入口20a轴线两侧的温度更加均匀。
可选地，与节点23连接的至少三个子流道25中的一个子流道25与入口20a的轴线平行。其中一个子流道25与入口20a的轴线平行，有利于降低冷却液流动的阻力，从而降低能量的损耗。
可选地，环状流道24包括两条与入口20a的轴线平行的外围流道24a以及连接两条外围流道24a的出口流道24b，出口20b设置在出口流道24b上；与出口流道24b连通的子流道25与外围流道24a平行。与出口流道24b连通的子流道25与外围流道24a平行，也就是说与出口流道24b连通的子流道25为并联形式，从而在减小冷却液压力损失的同时提高温度分布的均匀性。
可选地，出口20b设置在出口流道24b和外围流道24a的连接点。能够在减小冷却液压力损失的同时提高温度分布的均匀性。
可选地，出口流道24b与外围流道24a垂直。使环状流道24大致呈矩形，从而使环状流道24内部设置的节点23及子流道25沿入口20a方向的长度大致相等，从而可以提高流场分布均匀性。
可选地，液冷板20包括盖板21和流道板22，流道板22上设有凹槽，盖板21盖在流道板22上，围成节点23和环状流道24。相比于在板状件内部加工出流道或通过一体成型工艺加工流道，液冷板20内部的节点23和环状流道24通过盖板21和流道板22共同围成，降低了液冷板20的加工难度。图4为本申请提供的一种液冷板实施例的分解图，图5为本申请提供的一种液冷板实施例中流道板的示意图。示例性地，如图4和图5所示，流道板22上设有与环状流道24、节点23以及子流道25对应的凹槽，盖板21盖在凹槽上，从而使盖板21朝向流道板22的平面与凹槽共同围成环状流道24、节点23及子流道25。其中，入口20a可以开设在盖板21上，出口20b由盖板21和流道板22共同围成。
本申请还提供了一种冷却系统，包括上述的液冷板和驱动装置，驱动装置用于驱动冷却液由液冷板的入口进入，并由出口流出。可选地，冷却系统还可以包括热交换器，驱动装置驱动冷却液经过液冷板后进入热交换器内进行热交换，然后再驱动经过热交换的冷却液再次进入液冷板内。
本申请提供的冷却系统中，液冷板内设有环状流道和设置在环状流道内侧的多个间隔设置的节点，每个节点连接有至少三个子流道，相邻的两个节点通过子流道连通，且靠近环状流道的节点通过子流道与环状流道连通，以形成网状结构。相对于相关技术中的U型流道或S型流道，包括多个节点的网状结构流道流场分布均匀性更好，热场的温度均匀性更好，并且能降低冷却液流动过程中的压力损失。
本申请还提供了一种车俩，包括上述的电池。电池与车辆的驱动电机电连接，用于为驱动电机提供电能。
本申请提供的车辆中，液冷板内设有环状流道和设置在环状流道内侧的多个间隔设置的节点，每个节点连接有至少三个子流道，相邻的两个节点通过子流道连通，且靠近环状流道的节点通过子流道与环状流道连通，以形成网状结构。相对于相关技术中的U型流道或S型流道，包括多个节点的网状结构流道流场分布均匀性更好，热场的温度均匀性更好，并且能降低冷却液流动过程中的压力损失。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种液冷板，其特征在于，所述液冷板内设有环状流道和设置在所述环状流道内侧的多个间隔设置的节点；
每个所述节点连接有至少三个子流道，相邻的两个所述节点通过子流道连通，且靠近所述环状流道的所述节点通过子流道与所述环状流道连通，以形成网状结构；
所述环状流道的一侧设有用于通入冷却液的入口，另一侧设有用于流出冷却液的出口。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述环状流道和所述节点相对所述入口的轴线对称分布。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，与所述节点连接的所述至少三个子流道中的一个子流道与所述入口的轴线平行。
4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述环状流道包括两条与所述入口的轴线平行的外围流道以及连接两条所述外围流道的出口流道，所述出口设置在所述出口流道上；
与所述出口流道连通的子流道与所述外围流道平行。
5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述出口设置在所述出口流道和所述外围流道的连接点。
6.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述出口流道与所述外围流道垂直。
7.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括盖板和流道板，所述流道板上设有凹槽，所述盖板盖在所述流道板上，围成所述节点和所述环状流道。
8.一种冷却系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的液冷板和驱动装置，所述驱动装置用于驱动冷却液由所述液冷板的所述入口进入，并由所述出口流出。
9.一种电池，其特征在于，包括阵列排布的多个电芯以及如权利要求1-7任一项所述的液冷板，所述液冷板覆盖在所述电芯上。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。
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Denomination of utility model: Liquid cooling plate, cooling system, battery, and vehicle Granted publication date: 20220916 Pledgee: Tongxiang Science and Technology Entrepreneurship Service Center Co.,Ltd. Pledgor: United New Energy Automobile Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000709 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |