CN219163481U - 一种多层并联式液冷板装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多层并联式液冷板装置，包括箱体、若干液冷板结构和管路，液冷板结构间隔设置于箱体的第一容纳腔，管路和液冷板结构的进水口、出水口连通，任意两个相邻的液冷板结构之间形成有电芯容纳空间。使用该多层并联式液冷板装置时，将电芯分别放置在各个液冷板结构之间的电芯容纳空间中，使电芯侧面和液冷板结构直接接触，从而在液冷板结构的冷却作用下将电芯的热量带走，以降低电芯温度。并且，由于液冷板结构和电芯的整个侧面直接接触换热，而不是和电芯的正负极(也即顶部和底部)接触，故即使是在电芯尺寸较大的情况下仍可与电芯整体完成换热，避免电芯局部热量持续累计并最终发生高温现象，减小电芯温差，提高电芯循环寿命。

Description

一种多层并联式液冷板装置

技术领域

本实用新型涉及电池热管理技术领域，尤其涉及一种多层并联式液冷板装置。

背景技术

在目前行业中，电池模组一般采用底部或顶部液冷的方案，例如，公开号为CN108281589A的中国专利申请文献公开了一种具有汇流作用的电池液冷模组，该电池液冷模组包括上电芯正极液冷模组、下电芯负极液冷模组以及固设在二者之间的电芯，上电芯正极液冷模组和下电芯负极液冷模组均由液冷板和铜镍复合片焊接而成，冷板中形成有冷却液冷却回路，冷却液在流动过程中用以吸收电芯产生的热量。

以上结构设计方式可通过上电芯正极液冷模组和下电芯负极液冷模组实现对电芯正、负极(也即底部和顶部)冷却的效果，但对于具有较大尺寸的电芯而言，正、负极冷却的方式使得电芯中部的传热路径最远，从而导致电芯中部热量持续累计并最终发生高温现象，降低了电芯的循环寿命，且有较大的安全风险。

因此，现有技术中亟需发明一种可提高电池在换热过程的温度一致性的液冷板装置。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供一种多层并联式液冷板装置，该多层并联式液冷板装置具有结构设计简单合理、避免电芯各部分温差过大以及提高电芯循环寿命的特点。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

一种多层并联式液冷板装置，其包括：

箱体，所述箱体的内部固定设有横梁，且所述横梁将所述箱体的内部分为第一容纳腔和第二容纳腔；

若干液冷板结构，所述液冷板结构间隔设置于所述第一容纳腔，且所述液冷板结构包括与其内部连通的进水口和出水口；

管路，所述管路设置于所述第二容纳腔，且所述管路和所述进水口、所述出水口连通；

其中，任意两个相邻的所述液冷板结构之间设有预设距离，以使任意两个相邻的所述液冷板结构之间形成有电芯容纳空间。

进一步地，所述液冷板结构还包括第一板体、第二板体和翅片板，所述翅片板设置于所述第一板体和所述第二板体之间，所述第一板体和所述第二板体之间、所述第一板体和所述翅片板之间、所述第二板体和所述翅片板之间均固定连接在一起。

进一步地，所述第一板体和所述翅片板之间、所述第二板体和所述翅片板之间设有多个流道，任意两个相邻的所述流道相连通。

进一步地，所述液冷板结构还包括加热模块，所述加热模块固定安装在所述第一板体上。

进一步地，所述第二板体的数量为两个，所述加热模块设置于所述第一板体的中部，两个所述第二板体分别设置于所述加热模块的两侧。

进一步地，任意一个所述液冷板结构的至少一侧设有若干向外延伸凸出形成的凸包结构。

进一步地，该多层并联式液冷板装置还包括密封件，所述密封件固定设置于所述液冷板结构和所述横梁之间，以使所述第一容纳腔和所述第二容纳腔相互隔绝。

在本实用新型的第二个实施例中，公开了一种关于管路的具体结构设置的技术方案。

其中，所述管路包括若干直连管路，任意一个所述直连管路的两端分别和相邻设置的两个所述液冷板结构的所述进水口或相邻设置的两个所述液冷板结构的所述出水口连通。

进一步地，所述管路还包括总进水管和总出水管，所述总进水管通过所述直连管路和所述进水口连通，所述总出水管通过所述直连管路和所述出水口连通。

进一步地，所述管路还包括三通接头，所述三通接头的第一接口和所述总进水管或所述总出水管连接，所述三通接头的第二接口、第三接口分别和相邻的两个所述直连管路连接。

综上所述，本实用新型提供的多层并联式液冷板装置相比于现有技术，至少具有以下技术效果：

本实用新型提供的多层并联式液冷板装置中，箱体的内部固定设有横梁，横梁将箱体的内部分为第一容纳腔和第二容纳腔，第一容纳腔用于设置多个间隔布置的液冷板结构，第二容纳腔用于设置管路，该管路和液冷板结构的进水口和出水口连通；实际使用时，将多个电芯分别放置在各个液冷板结构之间的电芯容纳空间中，使电芯的侧面和液冷板结构直接接触，从而在液冷板结构的冷却作用下将电芯的热量带走，以降低电芯温度；并且，由于液冷板结构和电芯的整个侧面直接接触换热，而不是和电芯的正负极(也即顶部和底部)接触，故即使是在电芯尺寸较大的情况下仍可与电芯整体完成换热，避免电芯局部热量持续累计并最终发生高温现象，减小电芯各部分区域的温差，提高电芯循环寿命。

附图说明

图1为本实用新型的多层并联式液冷板装置的结构示意图；

图2为本实用新型的液冷板、管路和密封件的结构示意图；

图3为图2所示的H部局部放大示意图；

图4为图2所示的J部局部放大示意图；

图5为本实用新型的液冷板的结构示意图；

图6为本实用新型的液冷板的另一结构示意图；

图7为本实用新型的液冷板的又一结构示意图；

图8为图7所示的A-A剖面示意图；

图9为图8所示的K部局部放大示意图；

其中，附图标记含义如下：

1、箱体；11、横梁；12、第一容纳腔；13、第二容纳腔；2、液冷板结构；21、进水口；22、出水口；23、第一板体；24、第二板体；25、流道；26、凸包结构；3、管路；31、直连管路；32、总进水管；33、总出水管；4、翅片板；5、加热模块；6、三通接头；7、密封件。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

实施例1

参见图1所示，根据本实用新型的第一个实施例，多层并联式液冷板装置包括箱体1，箱体1的内部固定设有横梁11，且横梁11将箱体1的内部分为第一容纳腔12和第二容纳腔13。

参见图1、图5、图6和图7所示，第一容纳腔12用于设置多个液冷板结构2，且液冷板结构2间隔设置于第一容纳腔12中，液冷板结构2包括与其内部连通的进水口21和出水口22。其中，进水口21用于向液冷板结构2的内部通入冷却水，出水口22用于将液冷板结构2内部的冷却水排出，从而使液冷板结构2的内部和管路5及其他外部结构结合形成冷却水循环，实现对电芯的降温冷却功能。

参见图1和图2所示，第二容纳腔13用于设置管路3，且该管路3和各个液冷板结构2的进水口21、出水口22连通。其中，管路3用于和外部管路连接，从而将外部冷却水统一引入并分别流动至各个液冷板结构2的进水口21，且将各个液冷板结构2的出水口22中的冷却水分别收集并统一排出。通过该结构设计方式，可无需分别设置多个外部管路和各个液冷板结构2的进水口21、出水口22连通，结构设计简单合理。

在该实施例的技术方案中，任意两个相邻的液冷板结构2之间设有预设距离，以使任意两个相邻的液冷板结构2之间形成有电芯容纳空间。在使用本实用新型的多层并联式液冷板装置时，可将多个电芯分别放置并固定在各个液冷板结构2之间的电芯容纳空间中，使电芯的侧面和液冷板结构2直接接触，从而在液冷板结构2的冷却作用下将电芯的热量带走，以降低电芯温度。并且，由于液冷板结构2和电芯的整个侧面直接接触完成换热，而不是和电芯的正负极(也即顶部和底部)接触，故即使是在电芯尺寸较大的情况下仍可与电芯整体完成换热，避免电芯局部热量(例如电芯中部)持续累计并最终发生高温现象，减小电芯各部分区域的温差，进一步提高电芯循环寿命。

参见图8和图9所示，在该实施例的一个优选方案中，公开了一种液冷板结构2的具体结构设置的技术方案。其中，液冷板结构2包括第一板体23、第二板体24和翅片板4，翅片板4设置于第一板体23和第二板体24之间，第一板体23和第二板体24之间、第一板体23和翅片板4之间、第二板体24和翅片板4之间均固定连接在一起。具体而言，第一板体23和第二板体24之间设置的容纳空间用于容纳外部通入的冷却水，从而在充分换热的情况下使液冷板结构2可实现双面冷却功能，也即可同时冷却两组电芯。液冷板结构2设置于第一板体23和第二板体24之间，用于形成若干条相互连通的冷却水流道，从而形成冷却水循环。

更进一步地，第一板体23和第二板体24均通过冲压工艺成型，第一板体23和第二板体24之间、第一板体23和翅片板4之间、第二板体24和翅片板4之间均通过钎焊工艺固定连接在一起。

进一步地，参见图8和图9所示，第一板体23和翅片板4之间、第二板体24和翅片板4之间设有多个流道25，任意两个相邻的流道25相互连通。其中，翅片板4整体呈几字形(或蛇形)结构，以使相邻的流道25相互连通。具体来说，通入液冷板结构2的内部的冷却水依次流经各个流道25，可确保第一板体23和第二板体24上的温度均匀，也即液冷板结构2的两面温度均匀，且可提高对电芯的冷却效果。更为具体地，任意一个翅片板4上均设有开口，该开口用于连通相邻的两个流道25，从而使冷却水可通过该开口依次流经各个流道25。

更进一步地，参见图6和图8所示，液冷板结构2还包括加热模块5，加热模块5固定安装在第一板体23上。其中，加热模块5产生的热量可传递至第一板体23和第二板体24上，然后再通过液冷板结构2给电芯实现均匀加热的效果，使液冷板结构2同时集成加热和冷却功能。更为具体地，加热模块5优选采用PTC加热器，通过引出的导线外接电路后即可实现加热功能，具有热阻小、换热效率高以及方便安装拆卸等优点。

更进一步地，参见图6-图8所示，第二板体24的数量为两个，加热模块5设置于第一板体23的中部，两个第二板体24分别设置于加热模块5的两侧。通过该结构设计方式，可在启动加热模块5工作时，使其产生的热量均匀传递至两侧的第一板体23和第二板体24，使液冷板结构2整体温度分布均匀，进而降低其各部分温差。

参见图5、图6和图9所示，在该实施例的另一个优选方案中，公开了一种凸包结构27的具体结构设置的技术方案。其中，任意一个液冷板结构2的至少一侧设有若干向外延伸凸出形成的凸包结构27。具体地，凸包结构27用于在将电芯放入液冷板结构2之间的电芯容纳空间后和电芯支架接触，从而对电芯起到限位作用，将各个电芯夹紧固定在液冷板结构2之间，便于后续的灌胶或注胶工艺。

参见图1-图3所示，在该实施例的另一个优选方案中，公开了一种密封件7的具体结构设置的技术方案。其中，该多层并联式液冷板装置还包括密封件7，该密封件7固定设置于液冷板结构2和横梁11之间，以使第一容纳腔12和第二容纳腔13相互隔绝，便于在将电芯放入第一容纳腔12后进行灌胶工艺，且在灌胶完成并在箱体1封上盖板后，可使第一容纳腔12形成密闭空间，提高对电芯的冷却或加热效果。

更为具体地，密封件7和液冷板结构2之间、密封件7和横梁11之间可通过胶水粘结的方式固定连接，也可通过卡扣或其他方式固定连接。

实施例2

在本实用新型的第二个实施例中，公开了一种关于管路3的具体结构设置的技术方案。

参见图2和图4所示，在该实施例的技术方案中，管路3包括若干直连管路31，任意一个直连管路31的两端分别和相邻设置的两个液冷板结构2的进水口或相邻设置的两个液冷板结构2的出水口连通，也即直连管路31用于连通各个液冷板结构2的进水口或出水口，使各个液冷板结构2组合形成并联水流回路。

参见图2-图4所示，在该实施例的一个优选方案中，管路3还包括总进水管32和总出水管33，其中，总进水管32通过直连管路31和进水口21连通，总出水管53通过直连管路31和出水口22连通。具体来说，总进水管32用于和外部管路连接，从而将外部冷却水统一引入并通过直连管路31分别流至各个液冷板结构2的进水口21，最终进入各个液冷板结构2的内部；进入各个液冷板结构2内部的冷却水完成循环后通过各个出水口22进入直连管路31，并最终从总出水管53流出。通过以上结构设计方式，可无需分别设置多个外部管路和各个液冷板结构2的进水口21、出水口22连通，结构设计简单合理。

参见图4所示，在该实施例的另一个优选方案中，管路3还包括三通接头6，三通接头6的第一接口和总进水管32或总出水管33连接，三通接头6的第二接口、第三接口分别和相邻的两个直连管路31连接，也即三通接头6用作总进水管32和直连管路31之间、总出水管33和直连管路31之间的连接结构。更为具体地，三通接头6的各个接口均可采用卡扣或其他可拆卸方式与总进水管32、总出水管33、直连管路31连接，实现快速插入和快速拔出功能，便于对其进行装拆操作。

综上所述，本实用新型提供的多层并联式液冷板装置中，箱体1的内部固定设有横梁11，横梁11将箱体1的内部分为第一容纳腔12和第二容纳腔13，第一容纳腔12用于设置多个间隔布置的液冷板结构2，第二容纳腔13用于设置管路3，该管路3和液冷板结构2的进水口21和出水口22连通。实际使用本实用新型的多层并联式液冷板装置时，将多个电芯分别放置在各个液冷板结构2之间的电芯容纳空间中，使电芯的侧面和液冷板结构2直接接触，从而在液冷板结构2的冷却作用下将电芯的热量带走，以降低电芯温度。此外，由于液冷板结构2和电芯的整个侧面直接接触换热，而不是和电芯的正负极(也即顶部和底部)接触，故即使是在电芯尺寸较大的情况下仍可与电芯整体换热，避免电芯局部热量持续累计并最终发生高温现象，减小电芯各部分区域的温差，提高电芯循环寿命。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多层并联式液冷板装置，其特征在于，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)的内部固定设有横梁(11)，且所述横梁(11)将所述箱体(1)的内部分为第一容纳腔(12)和第二容纳腔(13)；

若干液冷板结构(2)，所述液冷板结构(2)间隔设置于所述第一容纳腔(12)，且所述液冷板结构(2)包括与其内部连通的进水口(21)和出水口(22)；

管路(3)，所述管路(3)设置于所述第二容纳腔(13)，且所述管路(3)和所述进水口(21)、所述出水口(22)连通；

其中，任意两个相邻的所述液冷板结构(2)之间设有预设距离，以使任意两个相邻的所述液冷板结构(2)之间形成有电芯容纳空间。

2.根据权利要求1所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述液冷板结构还包括第一板体(23)、第二板体(24)和翅片板(4)，所述翅片板(4)设置于所述第一板体(23)和所述第二板体(24)之间，所述第一板体(23)和所述第二板体(24)之间、所述第一板体(23)和所述翅片板(4)之间、所述第二板体(24)和所述翅片板(4)之间均固定连接在一起。

3.根据权利要求2所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述第一板体(23)和所述翅片板(4)之间、所述第二板体(24)和所述翅片板(4)之间设有多个流道(25)，任意两个相邻的所述流道(25)相连通。

4.根据权利要求3所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述液冷板结构(2)还包括加热模块(5)，所述加热模块(5)固定安装在所述第一板体(23)上。

5.根据权利要求4所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述第二板体(24)的数量为两个，所述加热模块(5)设置于所述第一板体(23)的中部，两个所述第二板体(24)分别设置于所述加热模块(5)的两侧。

6.根据权利要求1所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述管路(3)包括若干直连管路(31)，任意一个所述直连管路(31)的两端分别和相邻设置的两个所述液冷板结构(2)的所述进水口(21)或相邻设置的两个所述液冷板结构(2)的所述出水口(22)连通。

7.根据权利要求6所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述管路(3)还包括总进水管(32)和总出水管(33)，所述总进水管(32)通过所述直连管路(31)和所述进水口(21)连通，所述总出水管(33)通过所述直连管路(31)和所述出水口(22)连通。

8.根据权利要求7所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，所述管路(3)还包括三通接头(6)，所述三通接头(6)的第一接口和所述总进水管(32)或所述总出水管(33)连接，所述三通接头(6)的第二接口、第三接口分别和相邻的两个所述直连管路(31)连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，任意一个所述液冷板结构(2)的至少一侧设有若干向外延伸凸出形成的凸包结构(26)。

10.根据权利要求1-8任一项所述的多层并联式液冷板装置，其特征在于，该多层并联式液冷板装置还包括密封件(7)，所述密封件(7)固定设置于所述液冷板结构(2)和所述横梁(11)之间，以使所述第一容纳腔(12)和所述第二容纳腔(13)相互隔绝。

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