CN218783099U - 一种直流式冷却装置、电池箱体及新能源汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力设备热交换技术领域，公开了一种直流式冷却装置，包括热交换板，热交换板内设有若干个热交换区，热交换区内设置有热交换流道；热交换板上连接有连接件，连接件上设置有数量与热交换区数量相等的循环流道组，每组循环流道组仅与其中一个热交换区连通。本实用新型专利通过在热交换板上设置相对独立的热交换区并可以单独对每个热交换区进行快速热交换，解决了现有技术中无法对热交换板某一区域进行单独快速换热的问题。

Description

一种直流式冷却装置、电池箱体及新能源汽车

技术领域

本实用新型涉及电力设备热交换技术领域，具体涉及一种直流式冷却装置、电池箱体及新能源汽车。

背景技术

电力电子设备在使用过程中会产生大量的热，为了使设备正常运行，需要对设备进行散热处理。以新能源汽车为例，电池需要在一定的温度范围内工作，电池工作的温度不宜过高或者过低，因此现有电池箱体中设置有换热系统对电池箱体中的电池进行温度控制，且现有技术中通常在电池箱体内设置热交换板作为换热的传导介质，当需要进行换热时，使热交换介质流经热交换板，利用热传递方式而实现换热，从而将电池的温度控制在合适的范围内。

虽然现有的热交换板能够对电池箱体起到换热作用，但是在实际运行过程中，一方面，由于热交换介质是由热交换板的进液端流入而从出液端流出，热交换介质在流经热交换板时进行换热，以散热过程为例，温度较低的热交换介质流入热交换板后，随着换热不断进行，越靠近出液端的热交换介质的温度越高，因此越靠近出液端位置的散热效果越差，这就造成整个热交换板上不同位置的散热效果产生较大差异，出现散热不均的问题；另一方面，在电池使用过程中，当部分电池出现故障或者异常时，其温度值相对于其他区域更高，此时就需要对出现故障的区域进行更高强度的换热，而现有的热交换板是不具备对不同区域进行不同换热强度控制的能力，特别是在电池出现异常的情况下，无法对故障区域进行快速大幅度地换热，使得故障区的温度无法得到有效控制而影响整个电池箱体的有效性。因此有必要对现有的热交换板结构进行改进，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种直流式冷却装置、电池箱体及新能源汽车，以解决现有技术中无法对热交换板某一区域进行单独快速换热的问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：一种直流式冷却装置，包括热交换板，热交换板内设有若干个热交换区，热交换区内设置有热交换流道；热交换板上连接有连接件，连接件上设置有数量与热交换区数量相等的循环流道组，每组循环流道组仅与其中一个热交换区连通。

本方案的原理和有益效果是：通过在热交换板内设置若干个热交换区，并在每个热交换区内热交换流道，在连接件上设置多个循环流道组，使得每个热交换区内热交换流道能且仅能与其中一组循环流道组进行连通，相当于每个热交换区内的热交换流道与循环流道组形成直连，当热交换介质流经循环流道组流经热交换流道时，即可实现对某一热交换区所对应的位置进行强力换热，从而更加快速且准确地控制某一热交换区内温度，特别适合在热交换板上某一小范围内需进行大量换热的情形（例如上述背景技术中电池箱体中某些电池出现故障时的散热情形）。

另外，由于本申请中，设置了多个热交换区，每个热交换区利用循环流道组单独供给热交换介质，即使在供给的热交换介质温度相同的情况下，也可以使热交换板上具有多个进液口，从而避免热交换介质只能由一个进液端进入热交换板内在由出液端流出，降低因热交换介质温度变化而降低热交换效果的问题，因此采用本申请中的技术方案，可以使得热交换介质由多个端口进入到热交换板内同步进行换热，使得热交换板起到的换热效果更加的均匀。

优选的，作为一种改进，所述热交换板由若干块基板相邻固定组成，相邻基板之间固定连接且相邻若干块基板组成一个热交换区。

本方案中，热交换板由若干块基板相邻固定而成，当在热交换板内设置热交换流道时，面积更小的基板更易于加工，有效降低加工难度并控制加工成本；同时，每个热交换区对应若干个相邻的基板，当将连接板连接于热交换板上后，可以方便地对同一热交换区内所有基板上的热交换流道供给热交换介质。

优选的，作为一种改进，所述热交换流道一体成型于基板上，同一基板内热交换流道的数量为多条且多条热交换流道相互平行设置。

本方案中，多条平行设置的热交换流道一体成型于基板上，在成型基板时可以同时一体成型出热交换流道，加工的工序能够得到简化；更重要的是，热交换流道是一体成型于基板内，使得基板在成型出热交换流道的情况下能够保持较高的机械强度，而热交换流道能够承受较大的压力，以便适应不同压强大小的热交换介质，适用范围更广。

优选的，作为一种改进，所述连接件包括固定连接于热交换板两端的左连接板和右连接板，循环流道组包括进液流道和出液流道，进液流道设置于右连接板上，出液流道设置于左连接板上，左连接板上设有用于连通热交换流道和出液流道的出液连通道，右连接板上设有用于连通进液流道和热交换流道的进液连通道。

本方案中，在热交换板的两端分别连接左连接板和右连接板，同时在左连接板和右连接板上设置出液连通道和进液连通道，进液流道、进液连通道、热交换流道、出液连通道和出液流道依次连通，从而使得热交换介质能够依序通过上述各流道而在热交换流道处进行换热。

优选的，作为一种改进，进液流道的高度值等于出液流道的高度值，所述进液流道的数量为M个，出液流道宽度值是进液流道宽度值的N倍，N大于等于M。

本方案中，进液流道的数量值小于等于出液流道宽度值与进液流道宽度值的倍数值，在出液流道的高度值等于进液流道高度值的情况下，即使每个进液流道全部等压输入热交换介质时，也可以保证出液流道输出热交换介质的压力值小于等于进液流道的输入压力值，防止所有热交换介质在出液流道处产生升压而影响整个热交换板的稳定性。

优选的，作为一种改进，所述进液流道、出液流道、进液连通道和出液连通道均位于同一水平面内；相邻进液流道之间，以及进液流道与进液连通道之间均设有过渡流道，右连接板上固定连接有多个用于阻断进液流道的阻挡件，在进液阻挡件的阻断作用下，每一条进液流道仅能与其中一个热交换区中的热交换流道连通。

本方案中，进液流道、出液流道、进液连通道和出液连通道均位于同一水平面内，当热交换介质流经各个流道时是在同一水平面内流动，以便热交换介质能够快速地流过各个流道，从而实现快速换热；同时，也可以将本方案中的各个流道沿着竖直方向错开设置，例如将连接板设置为L型、Z型或者其他形状，使得多条进液流道沿着垂直于基板的方向布置，也可以实现对不同热交换区供给热交换介质，但是相比于将进液流道和进液连通道设置在同一竖直方向上，不仅方便热交换介质快速流动，还可以有效减小连接板的厚度，使得连接板与热交换板的厚度可以相等，从而在连接板与热交换板连接后为平面状，以便与现有技术中的电池箱体等设备进行连接。

优选的，作为一种改进，所述进液阻挡件为进液阻挡头，所述右连接板的侧壁上开有与进液流道连通且与进液阻挡头配合的配合孔。

本方案中，将进液配合孔开设于右连接板的侧壁上，当在右连接板上成型出进液流道后，能够方便地在右连接板的侧壁上加工出与进液流道连通的配合孔，然后再将进液阻挡头固定于配合孔内，即可利用进液阻挡头阻断进液流道，加工简单且安装简便。

优选的，作为一种改进，所述基板与左连接板之间，以及基板与右连接板之间设置有相互插接的插槽结构。

本方案中，利用插槽结构使得基板与左连接板和右连接板进行插接后固定连接，方便左连接板或者右连接板与基板快速且准确对位，并提升基板与左连接板或右连接板的连接强度。

一种电池箱体，使用所述的直流式冷却装置，所述热交换板为电池箱体的底板，所述热交换区的数量为2-3个，每个热交换区内基板的数量为4-6个，每块基板内热交换流道的数量为10-15条。

本方案中，电池箱体采用直流式冷却装置，使电池箱体分为多个热交换区，能够对不同的热交换区进行不同的换热强度控制，结合现有新能源车中电池箱体的整体尺寸，在热交换板中设置2-3个热交换区，并在每个热交换区内设置4-6块基板，每块基板上对应一体成型出10-15条热交换流道，使得基板的大小以及热交换流道的尺寸参数更为适宜；且本方案中直接将做热交换板作为电池箱体的底板，相当于将热交换板与现有的电池箱体进行集成，不必再在电池箱体内设置额外的承重板作为底板，简化电池箱体的整体结构并降低电池箱体的重量，而热交换流道是一体成型于热交换板内的，确保热交换板具有较高的强度，能够承受电池箱体内电池的重量；且采用直流式冷却装置，可以在不同位置提供不同强度的热交换效果，以满足使用需要。

一种新能源汽车，使用所述直流式冷却装置或者所述的电池箱体，以使得新能源汽车能够更好地实现换热。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的示意图。

图2为图1的爆炸图。

图3为进液阻挡头与右连接板连接的剖视示意图。

图4为图1中沿A-A的剖视图。

图5为本实用新型实施例一中热交换介质流动路线示意图。

图6为本实用新型实施例二中基板与右连接板连接的爆炸图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：热交换板1、基板101、热交换流道1011、左连接板2、出液流道201、出液连通道202、插槽203、右连接板3、进液流道301、过渡流道302、进液连通道303、进液阻挡头4、封堵头5。

实施例一

本实施例一如附图1-图5所示：一种直流式冷却装置，包括热交换板1，热交换板1内设有若干个热交换区，每个热交换区内设置有若干个热交换流道1011，本实施例中，热交换板1由多块基板101相邻依次焊接固定而成板状结构，图1中的热交换板1由十二块基板101组成，热交换板1内一共设置有两个热交换区，十二块基板101均分为两组而分别位于两个热交换区内；每组热交换流道1011组内包括十三条相互平行设置的热交换流道1011，热交换流道1011采用挤压成型的方式一体成型于基板101上，在本实施例以外的其他实施例中，每块基板101内的热交换流道1011的数量范围为10-15个，而热交换板1内热交换区的数量可以为三个或者更多，每个热交换区内基板101的数量范围为4-6块，实际情况可以根据热交换板1的面积大小进行选择。

如图1所示，热交换板1上连接有连接件，连接件上设置有数量与热交换区数量相等且一一对应设置的循环流道组。本实施例中，连接板包括通过焊接方式焊接于热交换板1左侧的左连接板2以及焊接于热交换板1右侧的右连接板3，焊接方式均采用搅拌摩擦焊。结合图2-图4，循环流道组包括进液流道301和出液流道201，出液流道201沿着热交换板1的长度方向一体成型于左连接板2上，进液流道301沿着热交换板1的长度方向一体成型于右连接板3上，与此同时，左连接板2上设有用于连通热交换流道1011和出液流道201的出液连通道202，右连接板3上设有用于连通进液流道301和热交换流道1011的进液连通道303。

如图4所示，进液流道301、出液流道201、出液连通道202和进液连通道303均位于同一水平面内，出液流道201和进液流道301的横截面高度值相等，进液流道301310的数量为M个，出液流道201宽度值是进液流道301宽度值的N倍，N大于等于M，本实施例中，进液流道301数量为两条，两条进液流道301分别对应两个热交换区，而出液流道201的宽度为进液流道301宽度的两倍，以确保出液流道201能够及时排除所有进液流道301供给的热交换介质。在本实施例以外的其他实施例中，可以将左连接板2和右连接板3横截面设置成L型、Z型或者其他形状，并将两条或者多条进液流道301沿着竖直方向排布，以便进液流道301能够更加方便地向对应的热交换区供给热交换介质。

结合图2和图3，右连接板3上固定连接有多个用于阻断进液流道301的进液阻挡件，在进液阻挡件的阻流作用下，每一条进液流道301能且仅能与其中一个热交换区连通。具体的，进液阻挡件为横截面为圆形的进液阻挡头45，右连接板3上开设有竖向贯穿右连接板3的配合孔，配合孔与进液流道301连通，配合孔的直径大小与进液阻挡头45的直径大小相等，进液阻挡头4的直径等于或者大于进液流道301的宽度，将进液阻挡头45插入到配合孔后并与右连接板3焊接固定，即可利用进液阻挡头45对进液流道301进行阻流，为了避免出液流道201以及出液流道201的两端发生热交换介质泄漏的情况，在进液流道301以及出液流道201的端部焊接封堵头56进行密封。

本实施例中，进液阻挡头45的横截面均为圆形，以便进液阻挡头45以及配合孔的加工，也可以将进液阻挡头45的横截面设置成椭圆形或者多边形，例如将横截面设置成矩形时，进液阻挡头45可以与进液流道301侧壁形成良好的配合，从而起到更好的密封阻流效果。

同时，如图4所示，在相邻进液流道301之间设有过渡流道302，以图5中箭头指向的流向所示，热交换介质由右连接板3下端进入到两条进液流道301中，然后靠近左侧进液流道301中的热交换介质直接经进液连通道303流入图1中由下至上的第一块至第六块基板101所对应的热交换流道1011中，后续依次流经热交换流道1011后经出液连通道202流入到出液流道201中，并最终由出液流道201流至现有技术中的换热装置，使得热交换后的热交换介质升温或者降温；而靠近右侧进液流道301中热交换介质先向图1中的上向流动，然后由过渡流道302首先向左流入位于左侧的进液流道301中，此时由于进液阻挡头45的阻挡作用，使得此位置的热交换介质只能继续向左流经进液连通道303后流入到右连接板3上由下至上的第七块至第十二块基板101所对应的热交换流道1011中，后续依次流经热交换流道1011后经出液连通道202流入到出液流道201中，并最终由出液流道201流至现有技术中的换热装置，使得热交换后的热交换介质升温或者降温。

本实施例中，热交换板1中设置的热交换区的数量为两个，但是在其他实施例中，可以根据热交换板1的面积大小以及实际热交换需求等，设置其他数量的热交换区，例如设置三个热交换区或者更多，例如当设置三个热交换区时，只需在右连接板3上成型三个进液流道301，然后在合适位置安装进液阻挡头45即可，此处不再赘述。需要说明的是，本实施例中的直流式冷却装置可以根据使用需要而向热交换板1通入高温或者低温的热交换介质，热交换介质可以是水等液体，也可以是气体，从而使得热交换板1可以对使用对象起到加热或者制冷的效果。

一种电池箱体，使用了上述的直流式冷却装置，且直流式冷却装置中的热交换板1直接作为电池箱体的底板，利用热交换板1作为承载电池的承重结构，不必再在电池箱体的底部安装承重底板，有效简化电池箱体的结构，降低电池箱体的整体重量并提升热交换效率。

一种新能源汽车，使用了上述的直流式冷却装置或者上述电池箱体，可以对热交换板1的不同热交换区进行不同换热强度的控制，从而达到更好的换热效果。

实施例二

实施例二与实施例一的区别在于：如图6所示，基板101与左连接板2之间，以及基板101与右连接板3之间设置有相互插接的插槽结构，具体的，左连接板2的右侧壁上和右连接板3上的左侧壁上均开有插槽203，基板101的两侧可以分别插到插槽203中，然后再将基板101与左连接板2和右连接板3通过搅拌摩擦焊的方式焊接固定。

本实施例中，通过设置插槽203结构，可以使基板101与左连接板2和右连接板3快速且准确地配合，并在基板101与左连接板2和右连接板3焊接固定后，使基板101与左连接板2和右连接板3相互嵌合而提升连接强度。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种直流式冷却装置，包括热交换板，其特征在于：所述热交换板内设有若干个热交换区，热交换区内设置有热交换流道；所述热交换板上连接有连接件，连接件上设置有数量与热交换区数量相等的循环流道组，每组循环流道组仅与其中一个热交换区连通。

2.根据权利要求1所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述热交换板由若干块基板相邻固定组成，相邻基板之间固定连接且相邻若干块基板组成一个热交换区。

3.根据权利要求1所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述热交换流道一体成型于基板上，同一基板内热交换流道的数量为多条且多条热交换流道相互平行设置。

4.根据权利要求2所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述连接件包括固定连接于热交换板两端的左连接板和右连接板，循环流道组包括进液流道和出液流道，进液流道设置于右连接板上，出液流道设置于左连接板上，左连接板上设有用于连通热交换流道和出液流道的出液连通道，右连接板上设有用于连通进液流道和热交换流道的进液连通道。

5.根据权利要求4所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述进液流道的高度值等于出液流道的高度值，进液流道的数量为M个，出液流道宽度值是进液流道宽度值的N倍，N大于等于M。

6.根据权利要求5所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述进液流道、出液流道、进液连通道和出液连通道均位于同一水平面内；相邻进液流道之间，以及进液流道与进液连通道之间均设有过渡流道，右连接板上固定连接有多个用于阻断进液流道的阻挡件，在进液阻挡件的阻断作用下，每一条进液流道仅能与其中一个热交换区中的热交换流道连通。

7.根据权利要求6所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述进液阻挡件为进液阻挡头，所述右连接板的侧壁上开有与进液流道连通且与进液阻挡头配合的配合孔。

8.根据权利要求4所述的一种直流式冷却装置，其特征在于：所述基板与左连接板之间，以及基板与右连接板之间设置有相互插接的插槽结构。

9.一种电池箱体，其特征在于：使用如权利要求2-8任意一项所述的直流式冷却装置，所述热交换板为电池箱体的底板，所述热交换区的数量为2-3个，每个热交换区内基板的数量为4-6个，每块基板内热交换流道的数量为10-15条。

10.一种新能源汽车，其特征在于：使用如权利要求1-8任意一项所述直流式冷却装置或者如权利要求9所述的电池箱体。

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