CN217468568U - 传热组件及储能电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种传热组件及储能电池。该传热组件包括：导热板，导热板设置有连续布置的通孔并且具有彼此相对的第一表面和第二表面，导热管道，导热管道布置在通孔中并且导热管道具有供液体流动的内部空间，其中，导热管道从第一表面和第二表面中的每个表面暴露。本实用新型提供的传热组件无需铣削的精密加工设备，切割作业效率远高于铣削效率并且传热效率较高。

Description

传热组件及储能电池

技术领域

本实用新型涉及传热组件，更具体地讲，涉及一种传热组件及包括传热组件的储能电池。

背景技术

在对固体发热器件进行冷却时常用冷却液进行冷却，或者在对待加热的物体进行加热时，常用热的液体进行加热，其原理是在金属板的内部构建流道和进出口，将待冷却器件/待加热器件贴合于其表面，流道内用低温或者高温液体进行循环。

当利用传热组件进行冷却时，待冷却器件的热量传导至金属板，进一步被循环液体带走，实现冷却。当利用传热组件进行加热时，热量从液体传导至金属板，进一步流向待加热器件，实现加热。

通常，上述传热组件可通过铣削法制造，即，使用较厚的金属板，通过铣削的方法，在其表面铣削出沟道，钻出进出口；然后用另外的金属板制作与沟道配合的金属盖；最后将金属盖焊接在沟道上。上述方法需要两次复杂的铣削加工，消耗大量金属，存在焊接缺陷的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种传热效率高的传热组件。

本实用新型的目的之一在于提供一种实际使用寿命较长的储能电池。

根据本公开的一方面，提供一种传热组件，该传热组件包括：导热板，导热板上设置有连续布置的通孔并且导热板具有相对的第一表面和第二表面，导热管道，导热管道布置在通孔中并且导热管道具有供液体流动的内部空间，其中，导热管道从第一表面和第二表面中的每个表面暴露。

根据本公开的实施例，导热管道从第一表面暴露的部分可呈平面，导热管道从第二表面暴露的部分可呈平面。

根据本公开的实施例，导热管道从第一表面暴露的部分可与第一表面共面，导热管道从第二表面暴露的部分可与第二表面共面。

根据本公开的实施例，导热管道可包括流入液体的入口端以及流出液体的出口端。

根据本公开的实施例，入口端和出口端中的每个可突出超过第一表面或者突出超过第二表面。

根据本公开的实施例，入口端和出口端可位于导热板的同一侧。

根据本公开的实施例，导热管道的至少一部分可弯曲为S形或Z形。

根据本公开的另一方面，提供一种储能电池，该储能电池包括如上所述的传热组件。

根据本公开的实施例，储能电池还可包括：支撑板；多个电池包，设置在支撑板上并且排列成排；流入管道和流出管道，布置在多个电池包的侧部；其中，多个传热组件中的至少一个位于多个电池包的侧部并且布置在相邻的两排电池包之间，导热管道包括流入液体的入口端和流出液体的出口端，流入管道和流出管道分别连接到导热管道。

根据本公开的实施例，多个电池包中的每个可为方形电池包，每排方形电池包的具有最大面积的表面可共面并且可与导热板贴合。

根据本实用新型的实施例的传热组件可具有以下有益技术效果：

a)根据本实用新型的实施例的传热组件无需铣削的精密加工设备，切割作业效率远高于铣削效率。

b)根据本实用新型的实施例的传热组件无需焊接作业，不存在焊接缺陷风险，并且可减小液体泄露的风险。

c)根据本实用新型的实施例的传热组件在相同流道截面规格情况下所需金属材料相较于传统方法明显减少。

d)根据本实用新型的实施例的传热组件在加工工时方面较于传统方法大幅减小。

e)根据本实用新型的实施例的传热组件的冷却液与待冷却设备或传热组件的加热液体与待加热设备之间的隔断材料大幅减薄，减少了热阻，提升了传热效率。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本实用新型的目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本实用新型的实施例的导热管道的示意图；

图2是示出根据本实用新型的实施例的传热组件的示意图；

图3是示出根据本实用新型的实施例的传热组件的示意图；

图4是示出根据本实用新型的储能电池的示意图。

附图标记说明：

101：导热板；102：导热管道；1021：第一弯折部；1022：第二弯折部；103：出口端；104：入口端；

130：通孔；120：第一安装孔；110：第二安装孔；1021：第一弯折部；1022：第二弯折部；1023：线性延伸部；

100：传热组件；200：第一端板；300：电池包；400：拉杆；500：支撑板；600：流入管道；601：出口端；602：入口端；700：流出管道；800：第二端板；900：风扇；702：入口端；701：出口端。

具体实施方式

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，并且涉及数量的“一个或更多个”或“多个”等的概括为并列概括而非上位概括，并且并列概括的数量均为正整数。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

本公开的传热组件可以用于加热，也可以用于冷却。本公开的传热组件可通过在金属板中埋入金属管法制造。即，可利用较薄的金属板以激光切割的方式，按照导热管道(金属管)的布置轨迹将金属板上相应的流道部分切除，形成通孔。然后使用与流道轨迹重合的弯曲金属管，放入切除的通孔中，其中切除的部分(通孔)的宽度大于导热管道的直径，导热管道的宽度可小于通孔的直径。从导热管道的两侧挤压导热管道，使导热管道的表面与导热板(例如，金属板)的表面平齐，同时导热管道的截面变形为矩形，从而与导热管道紧密嵌合。导热管道的两端可分别设置进出液口，液体(例如，冷却液或加热液体)可以自下方的入口流入，自上方的出口流出。然而，本公开不限于此，本公开的传热组件可通过其他方式进行制造。

根据本实用新型的传热组件可应用于对电力电子功率器件(例如，诸如二次电化学储能器件的储能电池)等部件进行冷却或对其他需要加热的部件进行加热，然而，本公开不限于此。

图1是示出根据本实用新型的实施例的导热管道的示意图，图2是示出根据本实用新型的实施例的传热组件的示意图，图3是示出根据本实用新型的实施例的传热组件的示意图，图4是示出根据本实用新型的储能电池的示意图。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例的传热组件包括导热板101和导热管道102。

导热板101和导热管道102可利用导热性能较好的材料形成，作为示例，导热板101和导热管道102均可利用金属(例如，铁)制成。

导热板101可以为方形板，导热板101具有长边和短边，但本公开不限于此，导热板101也可以具有其他形状，例如，不规则的形状。导热板101的形状可根据待加热或待冷却的部件的形状等进行调整。

导热板101可包括通孔，例如，导热板101可设置有连续布置的通孔并且具有彼此相对的第一表面和第二表面，这两个表面是导热板101中表面积最大的两个表面。

如图2所示，导热板101上设置的通孔可以与导热管道102彼此对应，即，导热板101上设置的通孔可以与导热管道102完全匹配，导热管道102可完全填充在导热板101中的通孔中。

导热管道102可以为弯曲管道，也就是说，导热管道102的至少一部分可被弯曲。

如图1和图2所示，导热管道102的至少一部分可被弯曲为S形。作为示例，导热管道102的至少一部分可被弯曲为Z形或环形(例如，圆环形或椭圆环形)。

如图1和图3所示，导热板101可以为方形板，导热管道102可包括分别位于导热板101的两端的第一弯折部1021和第二弯折部1022以及位于第一弯折部1021和第二弯折部1022之间的线性延伸部1023，第一弯折部1021和第二弯折部1022均可呈U形。线性延伸部1023可以与导热板101的长度方向平行。

作为示例，导热管道102的线性延伸部1023也可以与导热板101的长度方向成预定角度。例如，导热管道102的线性延伸部1023可以与导热板101的对角线垂直的方向延伸。

导热管道102可从导热板101的第一表面和第二表面中的每个表面暴露，导热管道102可从表面积较大的两个表面暴露，因此，导热管道102的暴露的部分均可以更大的面积面对或接触待加热或待冷却的部件。

如图2所示，导热管道102从导热板101的第一表面暴露的部分可呈平面，导热管道102从导热板101的第二表面暴露的部分可呈平面，导热管道102从第一表面暴露的部分和从第二表面暴露的部分可与待加热或待冷却的部件具有更大的接触面积。

作为示例，导热管道102从第一表面暴露的部分可与第一表面共面，导热管道102从第二表面暴露的部分可与第二表面共面。

当导热管道102布置在通孔中时，从第一表面暴露的部分以及从第二表面暴露的部分均可以是平面，导热管道102的内部空间可大体具有矩形或正方形截面。

导热管道102的入口端104和导热管道102的出口端103可位于传热组件100或导热板101的同一侧。如图1至图3所示，导热管道102的入口端104和导热管道102的出口端103均可靠近传热组件100或导热板101的短边。

在图3所示的状态下，导热管道102的入口端104和导热管道102的出口端103可位于传热组件100的上侧。在图1所示的状态下，导热管道102的入口端104可位于导热管道102的出口端103的下方。

导热管道102的入口端104和出口端103在导热板101上的相对位置关系可发生改变，作为示例，导热管道102的入口端104和导热管道102的出口端103也可以位于传热组件100的两侧。例如，如果在图3所示的状态下，导热管道102的入口端104可位于传热组件100的上侧，导热管道102的出口端103可以位于传热组件100的下侧；或者，导热管道102的入口端104可位于传热组件100的下侧，导热管道102的出口端103可以位于传热组件100的上侧；抑或，导热管道102的入口端104以及导热管道102的出口端103可以分别位于传热组件100的上侧和下侧并且位于传热组件100的对角线上。

导热管道102的入口端104和导热管道102的出口端103可以通过导热板101上的通孔130从导热板101的一侧延伸到导热板101的另一侧(或者从导热板101的第一表面延伸到导热板101的第二表面，并且从该第二表面突出)。通孔130可以与导热板101上的用于容纳导热管道102的通孔分开。用于容纳导热管道102的通孔可以是一体连续形成的容纳孔。入口端104和出口端103中的每个可突出超过第一表面或者突出超过第二表面。

作为示例，当导热管道102呈圆环形或椭圆环形(跑道环形)时，导热管道102的入口端104可以是内圈起端，导热管道102的出口端103可以是外圈终端；或者，导热管道102的入口端104可以是外圈起端，导热管道102的出口端103可以是内圈终端。

导热板101可以为金属板。作为示例，导热板101通常是具有一定厚度的，例如其厚度可以选择4mm。当导热管道102没有安装在导热板101上的通孔中时，导热管道102可以是中空的圆形管道，导热管道102的原始直径可以为6mm，壁厚可以为1mm。如上所述，按照流道轨迹切除后的部分(即，通孔)的宽度可以为6.6mm。

折弯作为导热管道102的金属管，然后放入通孔中，双面压平之后，形成厚度为4mm的带有内部流道的传热组件，组合后的结构可如图2所示。

内部具有导热管道的传热组件可具有良好的传热效率，例如，加热或冷却效率，内部具有导热管道的传热组件可安装在需要加热或冷却的各种组件中。下面以储能电池作为示例，描述本公开的传热组件的示例性使用方式。储能电池可包括如上所述的传热组件。

需要说明的是，本实用新型的传热组件既可用于加热，也可以用于冷却，只需要控制或调整导热管道中流动的液体或流体的温度即可。

图4是示出根据本实用新型的储能电池的示意图。

储能电池可具有不同的构造，这里描述包括上述传热组件的特定储能电池的构造。

除了传热组件100之外，本实用新型的实施例的储能电池还可包括支撑板500和多个电池包300。此外，该储能电池还可包括流入管道600和流出管道700。

多个电池包300设置在支撑板500上并且排列成排(例如，排列成多行和/或多列)，

例如，如图4所示，多个电池包300可设置或排列成4行8列，电池包300的数量以及排列方式不受具体限制，并且可根据电池容量及安装空间等因素而变化。

每行或每列的电池包(例如，方块形电池包)的具有最大面积的表面可共面并且可面对导热板101。

作为示例，每行或每列的电池包(例如，方块形电池包)的具有最大面积的表面可共面并且可面对导热板101。例如，导热板101可以与每行或每列的电池包(例如，方块形电池包)的具有最大面积的表面基本平行，并且导热板101可以与该表面接触，作为示例，导热板101的两个表面可分别与两排电池包的共面的表面接触或贴合。将电池包300的侧表面与面积最大的表面接触或相对可充分利用电池包表面的散热面积，提高散热效率。

在一个示例中，在导热板101与电池包300的侧表面之间还可设置诸如粘合构件或导热性能较好的导热构件等的中介构件。除了导热板101之外，导热管道102的从导热板101的第一表面和第二表面暴露的部分也可以与导热板101接触。

导热板101可以与支撑板500垂直，并且可以与第一端板200和第二端板800平行布置，导热管道102可布置在导热板101上的通孔(例如，弯曲通孔)中。

如上所述，导热管道102可以从导热板101的两个表面暴露，并且导热管道102分别从导热板101的第一表面暴露的第一部分以及从导热板101的第二表面暴露的第二部分中的至少一者可以与传热组件的相应表面齐平，可以从相应的表面凸出，也可以相对于相应的表面凹陷。

如上所述，导热板101上的弯曲通孔中的导热管道102可从导热板101的彼此相对的两个表面暴露，并且可分别与导热板101的两个表面齐平，从导热板101的两个表面暴露的导热管道102与相邻的两行电池包300或两列电池包300接触。

导热管道102的两侧均可与电池包300的侧表面或面积最大的表面接触或相对。由此，可进行充分冷却或加热，从而提高传热效率。

参照图4，导热板101可包括供拉杆400穿过的多个安装孔，这些安装孔可以使导热板101或整个传热组件100在与支撑板500垂直的方向上保持固定。第一安装孔120和第二安装孔110可分别位于相邻的两个线性延伸部1023之间。

如图4所示，同一列上的电池包300之间可通过拉杆400分开，同一行上的电池包300可通过传热组件100隔开。

作为示例，同一行上的电池包300之间可通过拉杆400分隔开来，同一列上的电池包300可通过传热组件100分隔开来，也就是说，传热组件100可以横向安装，也可以纵向安装，拉杆400可以与传热组件100的导热板101垂直。拉杆400可利用绝缘材料制成，但本公开不限于此。

另外，拉杆400可穿过导热板101上的安装孔并且限制导热板101在垂直于支撑板500的方向上的运动。

如图4所示，相邻的电池包300之间的拉杆400的数量可以为多个，例如，同一列上的相邻的两个电池包300之间的拉杆400的数量可以为两个或更多个，相邻的电池包300之间的拉杆400的数量不受限制，相邻的电池包300之间的多个拉杆400可以布置在不同的高度。布置在不同高度的多个拉杆400可穿过传热组件100上的对应安装孔或固定孔。

例如，在图4所示的状态下，布置在低处的多个拉杆400可对应穿过传热组件100上的多个第一安装孔120，布置在高处的多个拉杆400可对应穿过传热组件100上的多个第二安装孔110，多个第一安装孔120的中心可以位于同一直线上，多个第二安装孔110的中心也可以位于同一直线上，每个安装孔可以为圆形孔或椭圆形孔。

如图4所示，拉杆400可总体呈线性延伸。拉杆400也可以被局部弯折。也就是说，同一拉杆400可穿过不同传热组件100或导热板101上的位于不同高度的安装孔。

支撑板500可以是绝缘板，支撑板500可以位于电池包300的底部，使电池包300与外部绝缘。

如图4所示，在储能电池的两端可分别设置有第一端板200和第二端板800，第一端板200和第二端板800均可布置有供拉杆400穿过的安装孔，拉杆400的延伸方向可以与第一端板200和第二端板800垂直。

另外，虽然没有示出，但本实用新型的储能电池还可包括覆盖电池包300的上表面的盖板，也就是说，本实用新型的储能电池可具有外部壳体，该外部壳体可包括支撑板500、第一端板200及第二端板800。

如图4所示，多个传热组件100中的至少一个传热组件100位于多个电池包300的侧部并且布置在相邻的两排电池包(例如，两行电池包和/或两列电池包)之间。多个传热组件100中的最靠近第一端板200的传热组件100可位于相应的第一端板200与电池包300之间，多个传热组件100中的最靠近第二端板800的传热组件100可位于第二端板800与电池包300之间。

电池包300的侧部的表面(即，侧表面)可以是与支撑板500垂直的部分，电池包300的顶部的表面(即，顶表面或上表面)可以与支撑板500平行。

虽然没有示出，但是电池包300的顶部可安装有电池包短接排，一部分电池包短接排可用于电连接同行不同列的两个电池包，一部分电池包短接排可用于电连接同列不同行的两个电池包。为了清楚，图2省略了部分电池包短接排。

传热组件100布置在电池包300的侧部，可改善电池包300的冷却效率。另外，可降低电池包300的顶部与底部的温差，提高电池包300的实际使用寿命。传热组件100在电池包300的侧部进行冷却，可以均衡电池包300在不同位置的散热效果，缓解顶部与底部温差过大导致电池包300的实际使用寿命低的问题。除了传热组件100布置在电池包300的侧部之外，也可以在电池包300的顶部或底部进一步设置传热组件100，从而进一步提高散热效率。

如图4所示，多个传热组件100中的每个传热组件100包括导热板101和布置在导热板101上的导热管道102，导热管道102包括流入液体(例如，水)的入口端104和流出液体的出口端103。

如图4所示，流入管道600和流出管道700可分别连接到入口端104和出口端103。

流入管道600的入口端602可连接到外部液体存储部，流入管道600的多个出口端601可分别连接到多个导热管道102的入口端104，例如，流入管道600的多个出口端601可分别焊接到导热管道102的入口端104。作为示例，流入管道600的多个出口端601也可通过连接器等固定连接到导热管道102的入口端104。

多个传热组件100可公用部分冷却路径，多个传热组件100的流入路径和回流路径均可公用。流入管道600可采用单入多出的方式供应液体。流入管道600和流出管道700可分别连接到入口端104和出口端103。

流入管道600的液体在公用部分的总体流动方向可以与支撑板500平行。流出管道700的液体在公用部分的总体流动方向也可以与支撑板500平行。

流出管道700的多个入口端702可分别连接到多个导热管道102的出口端103，流出管道700的出口端701可连接到外部液体收集部。流出管道700可采用多入单出的方式回流液体。

流入管道600的多个出口端601可位于流入管道600的同一侧，流出管道700的多个入口端702可位于流出管道700的同一侧。

在如图4所示的状态下，流出管道700可以位于流入管道600的上方，也就是说，供应到导热管道102的液体(例如，诸如冷却水的冷却液)从下往上流动。

例如，从流入管道600的多个出口端601流到导热管道102的入口端104的液体从下往上在导热管道102中流动，并且经由导热管道102的设置在更高位置的出口端103回流到流出管道700，并且经由流出管道700流出到外部液体收集部(例如，外部水箱)。

流入管道600和流出管道700可位于储能电池的同一侧。在一个示例中，流入管道600和流出管道700可位于储能电池的不同侧。每个传热组件100的冷却路径可彼此独立，而不包括公用的部分。

如图4所示，本实用新型的储能电池还可包括风扇900，例如，风扇可安装在第一端板200和第二端板800上设置的安装孔中。第一端板200和第二端板800上可分别安装有两个风扇900，安装在第一端板200和第二端板800的风扇可以与流入管道600和流出管道700一起布置在储能电池的同一侧，从而对流入管道600和流出管道700进行冷却。

另外，虽然没有示出，但是本实用新型的实施例的储能电池还可包括吊耳、喷头组件、绝缘膜、电池管理系统等部件，这些组件可另外安装或与储能电池分离设置，且这些部件与本公开的冷却方案的要点无关，因此省略其详细描述。

根据本实用新型的实施例的传热组件可具有良好的冷却加热效果。

根据本实用新型的实施例的传热组件无需铣削的精密加工设备，切割作业效率远高于铣削效率。

根据本实用新型的实施例的传热组件本身无需焊接作业，不存在焊接缺陷风险，并且可减小液体泄露的风险。

根据本实用新型的实施例的传热组件在相同流道截面规格情况下所需金属材料相较于传统方法明显减少。

根据本实用新型的实施例的传热组件在加工工时方面较于传统方法大幅减小。

根据本实用新型的实施例的传热组件的冷却液与待冷却设备或传热组件的加热液体与待加热设备之间的隔断材料大幅减薄，减少了热阻，提升了传热效率。

上面对本实用新型的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行组合、修改和完善(例如，可以对本实用新型的不同技术特征进行组合以得到新的技术方案)。这些组合、修改和完善也应在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种传热组件，其特征在于，包括：

导热板(101)，所述导热板(101)上设置有连续布置的通孔并且导热板(101)具有相对的第一表面和第二表面，

导热管道(102)，所述导热管道(102)布置在所述通孔中并且所述导热管道(102)具有供液体流动的内部空间，

其中，所述导热管道(102)从所述第一表面和所述第二表面中的每个表面暴露。

2.根据权利要求1所述的传热组件，其特征在于，所述导热管道(102)从所述第一表面暴露的部分呈平面，所述导热管道(102)从所述第二表面暴露的部分呈平面。

3.根据权利要求2所述的传热组件，其特征在于，所述导热管道(102)从所述第一表面暴露的部分与所述第一表面共面，所述导热管道(102)从所述第二表面暴露的部分与所述第二表面共面。

4.根据权利要求1所述的传热组件，其特征在于，所述导热管道(102)包括流入液体的入口端(104)以及流出液体的出口端(103)。

5.根据权利要求4所述的传热组件，其特征在于，所述入口端(104)和所述出口端(103)中的每个突出超过所述第一表面或者突出超过所述第二表面。

6.根据权利要求5所述的传热组件，其特征在于，所述入口端(104)和所述出口端(103)位于所述导热板(101)的同一侧。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的传热组件，其特征在于，所述导热管道(102)的至少一部分弯曲为S形或Z形。

8.一种储能电池，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任一项所述的传热组件。

9.根据权利要求8所述的储能电池，其特征在于，所述储能电池还包括：

支撑板(500)；

多个电池包(300)，设置在所述支撑板(500)上并且排列成排；

流入管道(600)和流出管道(700)，布置在所述多个电池包(300)的侧部；

其中，多个所述传热组件中的至少一个位于所述多个电池包(300)的侧部并且布置在相邻的两排电池包之间，所述导热管道(102)包括流入液体的入口端(104)和流出液体的出口端(103)，所述流入管道(600)和流出管道(700)分别连接到所述导热管道(102)。

10.根据权利要求9所述的储能电池，其特征在于，所述多个电池包(300)中的每个为方形电池包，每排方形电池包的具有最大面积的表面共面并且与所述导热板(101)贴合。

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