CN218996856U - 一种水冷板及圆柱电池ctc成组结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种水冷板及圆柱电池CTC成组结构，包括水冷板本体，所述水冷板本体沿圆柱电池的排布方向呈周期性波浪形弯折设置，用以使水冷板本体贴合其两侧的圆柱电池外壁；单个所述圆柱电池外侧对应波长的所述水冷板本体内设置有至少一个冷却流道，所述至少一个冷却流道具有一个进水口和一个出水口。如上述结构，通过将水冷板本体贴合圆柱电池设置，且在水冷板本体内设置呈波浪形状的冷却流道，冷却流道具有单独的进水口和出口，如此能够有效的降低冷却水的流程，不但能够提高散热效率，且有利于保证圆柱电池CTC成组结构的均温性，使得电池保持良好的功率输出。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种水冷板及圆柱电池CTC成组结构。
背景技术
CTC电池结构是电池底盘一体化技术，指的是将动力电池、汽车底盘及下车身进行一体化的综合设计，有利于提高车体空间的利用率，从而提升车体的轻量化，有助于提高整车的稳定性和操控性。在进行CTC电池成组中，需要设置水冷板，以对电池进行散热。
目前电池成组结构中，多采用圆柱电池。现有授权公告号为CN205960157U的实用新型专利，公开了一种波浪型电动汽车电池水冷板，包括水冷板、电池、连接板节、波浪节、端板节、布水腔、连接头、封堵头；所述水冷板由铝合金型材挤压折弯而成的波浪形一体式竖向板，所述铝合金型材内设置有多个矩形的冷却水孔和内筋，所述水冷板上设置有多组波浪节，相邻两组波浪节之间设置有连接板节，所述水冷板的两端设有端板节，所述端板节的端部设有布水腔、连接头、封堵头；所述波浪节中的波峰段、波谷段与电池相互吻合连接。
如上述技术方案中，其采用了波浪型水冷板对电池进行散热，由于水冷板仅具有一个进水口和一个出水口，会导致冷却水流道过长，影响散热能力。即，冷却水需要从水冷板进水口一直流至出水口输出，在冷却水的流动过程中，会不断吸热，冷却水流至水冷板的中后段时，吸热能力会显著下降，导致水冷板进水口处的电池散热快、温度低，而水冷板出水口处的电池散热慢、温度高，使得圆柱电池CTC成组结构的整体均温性较差，会影响到电池的功率输出。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出了一种散热效率高、能够保证电池模组均温性的水冷板及圆柱电池CTC成组结构。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一方面，本实用新型提供了一种水冷板，包括水冷板本体，水冷板本体沿圆柱电池的排布方向呈周期性波浪形弯折设置，用以使水冷板本体贴合其两侧的圆柱电池外壁；
单个圆柱电池外侧对应波长的水冷板本体内设置有至少一个冷却流道，至少一个冷却流道具有一个进水口和一个出水口。
在以上技术方案的基础上，优选的，进水口和出水口位于水冷板本体的同一侧。
在以上技术方案的基础上，优选的，每段冷却流道至少往复弯折三次。
在以上技术方案的基础上，优选的，冷却流道的直径为2～4mm。
另一方面，本实用新型提供了一种圆柱电池CTC成组结构，其包括上述的水冷板。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括底板，底板内设置有进水通道、出水通道、第一汇流通道和第二汇流通道，其中，
进水口与进水通道相贯通，进水通道与第一汇流通道相贯通；
出水口与出水通道相贯通，出水通道与第二汇流通道相贯通。
在以上技术方案的基础上，优选的，水冷板本体和底板之间设置有进水管，以将进水口与进水通道相贯通；
水冷板本体和底板之间设置有出水管，以将出水口与出水通道相贯通。
在以上技术方案的基础上，优选的，水冷板本体的表面涂覆有弹性结构胶，弹性结构胶位于水冷板本体与圆柱电池之间。
在以上技术方案的基础上，优选的，水冷板本体并列设置有多个，多个水冷板本体之间布设有多个圆柱电池，且所水冷板本体与圆柱电池之间的孔隙填充有导热灌封胶。
本实用新型的水冷板及圆柱电池CTC成组结构相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过在水冷板本体内设置呈波浪形状的冷却流道，且冷却流道对应圆柱电池设置，每段冷却流道上均具有一个进水口和一个出水口，由此一来，在保证波浪形板状的水冷板本体能够充分抵持圆柱电池的情况下，降低了冷却水在水冷板本体内的流动距离，从而提高了水冷板的散热性能，使得圆柱电池CTC成组结构的均温性较好，有利于保证电池的正常运行。
(2)通过在水冷板本体的表面上涂覆有弹性结构胶，其能够起到弹性填充的作用，能够减小圆柱电池CTC成组结构在寿命中后期受电池膨胀等因素造成的变形影响。
(3)在圆柱电池CTC成组结构中，水冷板并列设置有多个，圆柱电池是布设在水冷板与水冷板之间，且水冷板及圆柱电池直接与底板进行集成设置，如此一来，其具有轻量化的优点，有利于提高能量密度。
(4)通过在水冷板与圆柱电池之间的孔隙填充有导热灌封胶，其有利于提高热传导效率，能够辅助圆柱电池进行更快的散热。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的水冷板的立体图；
图2为本实用新型的水冷板纵向剖面图；
图3为本实用新型的圆柱电池CTC成组结构图；
图4为本实用新型的圆柱电池CTC成组结构中水冷板与底板分离结构图；
图5为本实用新型的圆柱电池CTC成组结构的底板水平剖面图；
图6为本实用新型水冷板的第二实施例结构图；
图中：水冷板本体-1、冷却流道-101、进水口-102、出水口-103、底板-2、进水通道-201、出水通道-202、第一汇流通道-203、第二汇流通道-204、通孔-200、进水管-3、出水管-4、纵向流道-100、圆柱电池-S。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一：
如图1～5所示，本实用新型的水冷板，包括水冷板本体1，其用于圆柱电池S的散热使用。
其中，水冷板本体1沿圆柱电池的排布方向呈周期性波浪形弯折设置，用以使水冷板本体1贴合其两侧的圆柱电池外壁；如上述结构，将水冷板本体1设置为波浪形状，能够更好的贴合圆柱电池S，以提高圆柱电池S与水冷板本体1的接触面积，有利于保证散热效率。
传统的水冷板中，内部的流道是从水冷板一端延伸至另一端，其导致冷却水的流程很长，冷却水流至水冷板的中后段时，吸热能力会显著下降，无法实现对电池组的均匀散热。
为此，本技术方案在单个圆柱电池外侧对应波长的水冷板本体1内设置有至少一个冷却流道101，至少一个冷却流道101具有一个进水口102和一个出水口103。如上述结构，水冷板本体1会具有多段冷却流道101，其缩短了冷却水在水冷板本体1内的流程，能够使得冷却水更快的流经水冷板本体1，从而提高散热效率，以保证圆柱电池CTC成组结构的均温性；其次，冷却流道101呈多段设置的结构，能够充分利用冷却水的吸热能力，且有利于减少进水口102和出水口103的设置数量，从而优化水冷板的结构，提高圆柱电池CTC成组的便利性。
为了进一步提高圆柱电池CTC成组的便利性，水冷板本体1上的进水口102和出水口103位于水冷板本体1的同一侧。如此一来，无论是连接进水口102的供水管路还是连接出水口103的出水管路，均可设置在同一侧，可避免用于水冷的组件位于水冷板本体1的两侧，影响到成组结构的紧凑性，从而方便对电池进行成组。为了满足对单一电池的散热需求，每段冷却流道101至少往复弯折三次，且每段冷却流道101对应一个圆柱电池S。如此一来，冷却液有足够的吸热面积，有利于快速带走圆柱电池S产生的热量，以提高散热效率。
为了满足对单一电池的散热需求，每段冷却流道101至少往复弯折三次，且每段冷却流道101对应一个圆柱电池S。如此一来，冷却液有足够的吸热面积，有利于快速带走圆柱电池S产生的热量，以提高散热效率。
优选的，冷却流道101的直径为2～4mm。本冷却流道101的直径数值是为适应当前主流圆柱电池的直径进行设置，为适配一些特殊的圆柱电池，冷却流道101的直径可以进行适应性调整。
本实用新型的圆柱电池CTC成组结构，包括上述的水冷板，还包括底板2。
底板2用于水冷板及圆柱电池S的承载使用，同时用作冷却水的流通载体；优选的，底板2的厚度在3～8mm之间，采用上下底板拼焊形成。
具体的，底板2内设置有进水通道201、出水通道202、第一汇流通道203和第二汇流通道204，其中，进水口102与进水通道201相贯通，进水通道201与第一汇流通道203相贯通；出水口103与出水通道202相贯通，出水通道202与第二汇流通道204相贯通。为适应间隔分布的进水管3和出水管4，进水通道201和出水通道202也间隔设置有多个，且多个进水通道201均贯通第一汇流通道203，多个出水通道202均贯通第二汇流通道204。
如上述结构，第一汇流通道203，用于向底板2内引入冷却水，冷却水会流至进水通道201，以向进水管3内供入冷却水，之后冷却水会进入冷却流道101内，圆柱电池S产生的热量，会传递至水冷板上，此时冷却水便会吸热，以对圆柱电池S进行散热；
在冷却水吸热后，会经出水管4流至出水通道202内，然后经出水通道202流至第二汇流通道204内，并经第二汇流通道204输出至底板2外。第一汇流通道203和第二汇流通道204的端口处用于连接制冷机组，以对冷却水进行降温。
当然，若将水冷板本体1上的进水口102和出水口103直接连接至底板2，会出现连接不够便利的问题。
为此，本圆柱电池CTC成组结构中在水冷板本体1上设置有进水管3和出水管4，其中，水冷板本体1和底板2之间设置有进水管3，以将进水口102与进水通道201相贯通；水冷板本体1和底板2之间设置有出水管4，以将出水口103与出水通道202相贯通。
具体的，如图4所示，在底板2上设置有若干通孔200，进水管3与出水管4插接至通孔200，进水管3贯通进水通道201，出水管4贯通出水通道202。
如上述结构，进水管3和出水管4的设置能够提高水冷板连接管路的便利性，尤其是在设置有多段冷却流道101的情况下，进水口102和出水口103是相互间隔设置，更是导致管路连接不便利，而进水管3和出水管4在水冷板本体1上突出，提高了水冷板本体1与管路进行连接的便利性。
在本圆柱电池CTC成组结构中，水冷板本体1并列设置有多个，多个水冷板本体1之间布设有多个圆柱电池S。为了提高圆柱电池S的散热效率，冷却流道101设置有多个，每个冷却流道101对应一个圆柱电池S。
水冷板本体1与圆柱电池之间的孔隙填充有导热灌封胶。导热灌封胶用于传递热量使用，以使水冷板能够更快的对圆柱电池S进行散热。
在圆柱电池S的寿命后期，其可能会出现膨胀的问题。为此，水冷板本体1的表面涂覆有弹性结构胶，弹性结构胶位于水冷板本体1与圆柱电池S之间。如此一来，在圆柱电池S膨胀时，水冷板本体1表面的弹性结构胶能够吸收圆柱电池S的膨胀余量，从而防止圆柱电池S成组后，因膨胀影响到成组结构的稳定性，其还可起到缓冲撞击、吸收撞击形变的功能。
优选的，弹性结构胶为聚氨酯胶。聚氨酯胶具有高强度和高弹性的优点，能够有效吸收圆柱电池S的形变，从而保证结构的稳定性。为了进一步提高聚氨酯胶的耐热性能，使其更好的适应高发热量的电池安装环境，可向聚氨酯胶内加入耐热基团，以提高耐热能力。
进一步的，圆柱电池S与底板2通过结构胶连接固定。水冷板和圆柱电池S直接集成在底板2上，具有结构轻量化的优点，有利于提高能量密度。
实施例二：
如图6所示，本实施例与实施例一的区别在于：水冷板本体1上设置有若干上下贯通的纵向流道100。
如上述结构，纵向流道100上下贯穿水冷板本体1，其相较波浪形状的冷却流道101，具有更快的过流速度，冷却水的流量大、流程极短，散热效率会显著提升，但该结构使得供水管路和出水管路需要设置在水冷板本体1的两侧，会影响到圆柱电池S成组的便利性。
具体实施步骤：
水冷板与圆柱电池S相互间隔，集成设置在底板2上，圆柱电池S与底板2通过结构胶固定，且圆柱电池S与水冷板的间隙通过导热灌封胶填充；
底板2上第一汇流通道203和第二汇流通道204的端口用于连接制冷机组，制冷机组内的冷却水经第一汇流通道203分流至各进水通道201，然后冷却水经进水管3供入冷却流道101内，圆柱电池S产生的热量，会传递至水冷板本体1上，此时冷却水便会吸热，以对圆柱电池S进行散热；在冷却水吸热后，会经出水管4流至出水通道202内，然后经出水通道202流至第二汇流通道204内，并经第二汇流通道204输出至底板2外，以返回制冷机组进行降温。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种水冷板，包括水冷板本体(1)，所述水冷板本体(1)沿圆柱电池的排布方向呈周期性波浪形弯折设置，用以使水冷板本体(1)贴合其两侧的圆柱电池外壁；
其特征在于：单个所述圆柱电池外侧对应波长的所述水冷板本体(1)内设置有至少一个冷却流道(101)，所述至少一个冷却流道(101)具有一个进水口(102)和一个出水口(103)。
2.如权利要求1所述的水冷板，其特征在于：所述进水口(102)和所述出水口(103)位于所述水冷板本体(1)的同一侧。
3.如权利要求2所述的水冷板，其特征在于：每段所述冷却流道(101)至少往复弯折三次。
4.如权利要求1～3任意一项所述的水冷板，其特征在于：所述冷却流道(101)的直径为2～4mm。
5.一种圆柱电池CTC成组结构，其特征在于：包括如权利要求1～4任意一项所述的水冷板。
6.如权利要求5所述的圆柱电池CTC成组结构，其特征在于：还包括底板(2)，所述底板(2)内设置有进水通道(201)、出水通道(202)、第一汇流通道(203)和第二汇流通道(204)，其中，
所述进水口(102)与所述进水通道(201)相贯通，所述进水通道(201)与所述第一汇流通道(203)相贯通；
所述出水口(103)与所述出水通道(202)相贯通，所述出水通道(202)与所述第二汇流通道(204)相贯通。
7.如权利要求6所述的圆柱电池CTC成组结构，其特征在于：所述水冷板本体(1)和所述底板(2)之间设置有进水管(3)，以将所述进水口(102)与所述进水通道(201)相贯通；
所述水冷板本体(1)和所述底板(2)之间设置有出水管(4)，以将所述出水口(103)与所述出水通道(202)相贯通。
8.如权利要求7所述的圆柱电池CTC成组结构，其特征在于：所述水冷板本体(1)的表面涂覆有弹性结构胶，所述弹性结构胶位于所述水冷板本体(1)与所述圆柱电池之间。
9.如权利要求8所述的圆柱电池CTC成组结构，其特征在于：所述水冷板本体(1)并列设置有多个，多个所述水冷板本体(1)之间布设有多个所述圆柱电池，且所述水冷板本体(1)与所述圆柱电池之间的孔隙填充有导热灌封胶。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117232204A (zh) * | 2023-10-23 | 2023-12-15 | 湖南时代联合新能源有限公司 | 一种圆柱型锂电池接触式烘烤冷却托盘及其烘烤冷却方法 |
| CN119275410A (zh) * | 2024-09-19 | 2025-01-07 | 中国第一汽车股份有限公司 | 水冷板及应用弹性制冷材料提高电池热安全性能的方法 |
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