CN218568995U - 一种锂离子电池液冷板及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池液冷板，包括板体和液冷流道；板体设置有进液口和排液口；液冷流道弯曲设置于板体内并连通进液口和排液口，液冷流道包括沿第一方向并排设置且依次连接的一级流道段、二级流道段、三级流道段；沿第一方向二级流道段分设于一级流道段的两侧；二级流道段与至少两根三级流道段连接，一级流道段和二级流道段连通组成中间流道，沿第一方向三级流道段分设于中间流道的两侧。该锂离子电池液冷板流道结构紧凑，与蛇管式流道相比，该液冷流道的转弯处数量减少，换热介质在液冷流道内的流动阻力更低，换热介质在板体换热面分布均匀，利于提高液冷板的换热效率。本实用新型还公开了一种包括锂离子电池液冷板的电池包。

Description

一种锂离子电池液冷板及电池包

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池液冷板及电池包。

背景技术

锂离子电池需要在预定的温度区间工作，温度过高或过低都会影响锂离子电池的性能，严重的甚至可能缩短电池的使用寿命。电池包的冷却方式主要分为三类：风冷、液冷和直冷。其中液冷具有换热系数高、热容量大、冷却速度快和热管理系统体积小等优点，例如在电池底部采用液冷板。

现有技术中的液冷板如CN216648440U中所公开的，液冷流道的流体阻力较大，不利于保证液冷介质的流速以及换热效率。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种锂离子电池液冷板，利用液冷流道中并排且依次连接的一级流道段、二级流道段和三级流道段，减少流道的转弯处数量，减小液冷流道的流体阻力。

为了实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种锂离子电池液冷板，包括：

板体，设置有进液口和排液口；

液冷流道，弯曲设置于所述板体内，连通所述进液口和排液口，包括沿第一方向并排设置且依次连接的一级流道段、二级流道段、三级流道段；

沿第一方向所述二级流道段分设于所述一级流道段的两侧；所述二级流道段与至少两根所述三级流道段连接，所述一级流道段和二级流道段连通组成中间流道，沿第一方向所述三级流道段分设于所述中间流道的两侧；所述三级流道与排液口连接。

优选的技术方案为，所述板体的外轮廓为矩形。

优选的技术方案为，所述二级流道段和三级流道段对称分设于所述一级流道段的两侧。

优选的技术方案为，所述进液口设置于进液伸出段，所述进液伸出段为所述一级流道段的进液端延长段。

优选的技术方案为，所述板体具有成对的第一侧边和第二侧边，所述一级流道段沿矩形板体的第一侧边延伸；和/或所述第一方向与所述第二侧边的延伸方向一致。

优选的技术方案为，所述排液口设置于排液伸出段，所述排液伸出段通过排液汇流段与所述三级流道段连接，所述排液汇流段对称设置于所述排液伸出段的第一方向两侧。

优选的技术方案为，所述一级流道段通过分叉流道段与所述二级流道段连接，所述分叉流道段与所述排液汇流段段邻接设置。

优选的技术方案为，所述一级流道段和二级流道段的并排间隔中设置有加热件，所述加热件与所述板体贴合设置。

优选的技术方案为，所述板体包括平面基板和底板，所述底板的第一板面设置有与所述液冷流道形状一致的凹槽，所述平面基板密封叠合于所述第一板面。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池包，包括上述的锂离子电池液冷板，还包括电池模组，所述电池模组与所述锂离子电池液冷板抵接。

本实用新型的优点和有益效果在于：

该锂离子电池液冷板的一级流道段、二级流道段和三级流道段依次连接并且并排设置，流道结构紧凑，与蛇管式流道相比，该液冷流道的转弯处数量减少，换热介质在液冷流道内的流动阻力更低，换热介质在板体换热面分布均匀，无换热死水区或者流动死角，利于提高液冷板的换热效率，进而提升电池包热管理系统的可靠性。

附图说明

图1是实施例锂离子电池液冷板的俯视结构示意图；

图2是另一实施例锂离子电池液冷板的俯视结构示意图；

图3是实施例锂离子电池液冷板的爆炸图；

图4是实施例锂离子电池液冷板的立体结构示意图；

图5是实施例电池包的立体结构示意图；

图中：1、板体；11、进液口；12、排液口；1a、第一侧边；1b、第二侧边；101、平面基板；102、底板；2、液冷流道；21、一级流道段；22、二级流道段；23、三级流道段；24、进液伸出段；25、排液伸出段；26、排液汇流段；27、分叉流道段；3、加热件；4、电池模组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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，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申请的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，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，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1、3、4所示，实施例锂离子电池液冷板包括板体1和液冷流道2；板体1设置有进液口11和排液口12；液冷流道2弯曲设置于板体1内，液冷流道2连通进液口11和排液口12，液冷流道2包括沿第一方向（图1中双向箭头表示）并排设置且依次连接的一级流道段21、二级流道段22、三级流道段23；沿第一方向二级流道段22分设于一级流道段21的两侧；二级流道段22与至少两根三级流道段23连接，一级流道段21和二级流道段22连通组成中间流道，沿第一方向三级流道段23分设于中间流道的两侧。

可选的，一级流道段、二级流道段、三级流道段沿进液方向或者出液方向依次连接，图中箭头表示液流方向，一级流道段21、二级流道段22、三级流道段23沿进液方向依次连接。一级流道段21、二级流道段22、三级流道段23的延伸方向一致，流道段的线型可选为直线形或者波浪形，优选为流体阻力更小、流道间分布更趋紧凑的直线形。流道分布紧凑的液冷板也利于提高电池包的空间利用率。

可以理解的是，一级流道段21为干流道，二级流道段22为一级流道段21的分流道；同时，二级流道段22为干流道，三级流道段23为二级流道段22的分流道；一级流道段21至三级流道段23通流截面积依次减小，以保证分流道具有满足换热效率的流速。可选的，分流道的通流截面积之和等于、略小于或者略大于对应干流道的通流截面积。

二级流道段22的数量为两根以上，具体可选为如图中的两根，或者三根、四根以上。位于一级流道段21两侧的二级流道段22数量可选为相同或者不相同。位于中间流道两侧的三级流道段23数量也可选为相同或者不相同。

如图1所示，在另一实施例中，板体1的外轮廓为矩形。矩形外轮廓是指除进液口11和出液口的板体1部分。矩形的板体1外轮廓与电池模组的矩形底面、侧面形状相适配。

如图1所示，在另一实施例中，二级流道段22和三级流道段23对称分设于一级流道段21的两侧。具体的，位于一级流道段21两侧的二级流道段22数量、通流截面积均相同，位于中间流道两侧的三级流道段23数量、通流截面积均相同，以上流道分布更利于液冷介质的均匀分布。液冷板工作状态下，液冷通道中的液冷介质由第一方向中间处的一级流道段21至两侧的三级流道段23温度逐渐升高。

如图1所示，在另一实施例中，进液口11设置于进液伸出段24，进液伸出段24为一级流道段21的进液端延长段。液冷介质通过进液伸出段24进入一级流道段21中，进液流体阻力更低。

如图1所示，在另一实施例中，板体1具有成对的第一侧边1a和第二侧边1b，一级流道段21沿矩形板体1的第一侧边1a延伸；第一方向与第二侧边1b的延伸方向一致。第一侧边1a的长度大于第二侧边1b，也即一级流道段21、二级流道段22、三级流道段23沿矩形板体1中较长的侧边延伸，进一步减少流道的转弯数量，同时直线形流道段的长度也可趋长设置，这有利于进一步降低流体阻力。在常见的电池包结构中，第一侧边1a的延伸方向与电池模组中多个电芯的排布延伸方向一致，或者第一侧边1a的延伸方向与电池包中多个电池模组的排布延伸方向一致。

如图1所示，在另一实施例中，排液口12设置于排液伸出段25，排液伸出段25通过排液汇流段26与三级流道段23连接，排液汇流段26对称设置于排液伸出段25的第一方向两侧。进液口11和排液口12分设于板体1的相对侧边，并且排液汇流段26的对称连接结构与以上实施例中流道段的对称分布相适应。进液口11和排液口12的数量均为一个，利于简化液冷介质管道的连接结构。

排液口12和进液口11的数量可选为一个或者两个以上。基于以上的流道段分布结构，作为实现也冷介质排液的等效替代，排液口和进液口还可设置于板体的同一侧边，例如位于一级流道段一侧的三级流道段与一排液汇流段连接，位于一级流道段另一侧的三级流道段与另一排液汇流段连接，两排液汇流段的出液口同时作为排液口，两排液口分设于进液口的两侧，或者通过板外管道汇流。替代结构的液冷介质管道连接结构较为复杂。

如图1所示，在另一实施例中，一级流道段21通过分叉流道段27与二级流道段22连接，分叉流道段27与排液汇流段26段邻接设置。液冷板工作状态下，分叉流道段27中的液冷介质除通过板体1与电池模组换热外，还通过板体1与相邻的排液汇流段26换热，适当降低排液汇流段26中液冷介质的温度，均衡排液汇流段26处的板体1温度。

如图2所示，在另一实施例中，一级流道段21和二级流道段22的并排间隔中设置有加热件3，加热件3与板体1贴合设置。液冷板兼具加热功能，电池模组的环境温度较低时，启动加热件3，利用板体1和升温的液冷介质对电池模组加热，进一步的，液冷通道中的流体切换为流动状态，可使液冷板的热量分布更趋均匀，提高电池模组的加热效率。

可选的，加热件3仅设置于一级流道段21和二级流道段22的并排间隔中。液冷通道中的流体为非流动状态时，加热件3的热量传导至板体1，板体1与液冷介质换热，一级流道段21和二级流道段22中换热流体的总量更大，流道段内的冷却介质与板体1的温差更大，热量传递的速度更快。加热件3串联设置时，加热件3的数量趋小设置还能降低加热件3的故障率。加热件3可选为电加热件，例如PTC热敏电阻。更进一步的，PTC设置于防护件与液冷板组合成的收容腔中。

如图3-4所示，在另一实施例中，板体1包括平面基板101和底板102，底板102的第一板面设置有与液冷流道2形状一致的凹槽，平面基板101密封叠合于第一板面。底板102的凹槽结构还作为液冷板的加强筋，具有结构增强的作用。平面基板101的表面与电池模组贴合，可使液冷板与电池模组的换热面积趋大设置。可以理解的是，底板102具有厚度方向相对的第一板面和第二板面，加热件3优选设置于底板102的第二板面凹陷部中，底板102的凹凸增强结构收容并保护电加热件3。

如图5所示，实施例电池包包括以上实施例的锂离子电池液冷板，还包括电池模组4，电池模组4与锂离子电池液冷板抵接，具体的，电池模组4的底面压设于锂离子电池液冷板的平面基板101。进一步的，电池模组4的底面与平面基板101之间设置有导热层。

锂离子电池水冷板的工作过程为：

当电池模组4温度过高时，液冷介质的流向为：经液冷通道的进液口11、进液伸出段24进入一级流道段21中，再经一级流道段21出液端的分叉流道段27分流至两侧的两根二级流道段22中，然后每根二级流道段22中的液冷介质分流至两根三级流道段23中，接着三级流道段23的液冷介质汇流至相应的排液汇流段26中，最后汇流至排液伸出段25和排液口12。冷却介质流动的同时通过板体1与电池模组4换热，降低电池模组4温度。

当电池模组4温度过低时，启动加热件3，冷却流道中的液冷介质可选为静止或者流动状态。液冷介质静止状态时，加热件3的热量通过热传导至板体1和液冷介质和电池模组4；液冷介质流动状态时，液冷介质将热量更快地传导至远离加热件3的位置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子电池液冷板，包括：

板体，设置有进液口和排液口；

液冷流道，弯曲设置于所述板体内，连通所述进液口和排液口，包括沿第一方向并排设置且依次连接的一级流道段、二级流道段、三级流道段；

沿第一方向所述二级流道段分设于所述一级流道段的两侧；其特征在于，所述二级流道段与至少两根所述三级流道段连接，所述一级流道段和二级流道段连通组成中间流道，沿第一方向所述三级流道段分设于所述中间流道的两侧。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述板体的外轮廓为矩形。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述二级流道段和三级流道段对称分设于所述一级流道段的两侧。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述进液口设置于进液伸出段，所述进液伸出段为所述一级流道段的进液端延长段。

5.根据权利要求2所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述板体具有成对的第一侧边和第二侧边，所述一级流道段沿矩形板体的第一侧边延伸；和/或所述第一方向与所述第二侧边的延伸方向一致。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述排液口设置于排液伸出段，所述排液伸出段通过排液汇流段与所述三级流道段连接，所述排液汇流段对称设置于所述排液伸出段的第一方向两侧。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述一级流道段通过分叉流道段与所述二级流道段连接，所述分叉流道段与所述排液汇流段段邻接设置。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述一级流道段和二级流道段的并排间隔中设置有加热件，所述加热件与所述板体贴合设置。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池液冷板，其特征在于，所述板体包括平面基板和底板，所述底板的第一板面设置有与所述液冷流道形状一致的凹槽，所述平面基板密封叠合于所述第一板面。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的锂离子电池液冷板，还包括电池模组，所述电池模组与所述锂离子电池液冷板抵接。

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