CN219267752U - 液冷板及具有该液冷板的液冷散热pack结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构，其中，液冷板包括竖板和水平板，所述竖板的底部与所述水平板的顶部固定连接，以形成倒“T”形结构；所述竖板内设置有用于冷却液流经的第一通道；所述水平板内设置有用于冷却液流经的第二通道；所述竖板的一侧的顶部设置有入口，与所述入口相同侧的所述竖板的底部与所述水平板的连接处，和/或与所述入口相同侧的所述水平板与所述竖板连接处设置有出口；所述入口与所述第一通道连通；所述第二通道的第一侧与所述第一通道的底部连通，所述第二通道的第二侧与所述出口连通。本实用新型能够快速降低电池温度，且电池间温度一致性较好，单电芯各部分温差小，结构简单、成本低。

Description

液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体是关于一种液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构。

背景技术

随着电池技术的进步，目前用于储能行业的能量型电池向着高能量密度、大容量、高倍率充放电的方向发展。因受高能量密度应用需求及电池成组排布的影响，电池组高倍率充放电过程中，短时间内会产生大量的热，导致电池组温度上升且分布不均匀。当电池组长期处在高温或温度分布不均匀的状态下工作，会加速单体电池的老化，影响电池组的一致性，导致整个储能系统的稳定性下降，循环寿命缩短。

然而，中国专利(申请号为CN208208922U)公开了一种可对动力电池冷却和加热的装置，包括“倒T型”结构的冷板和两个电池模组，所述的冷板包括水平液冷板和垂直液冷板两部分，垂直液冷板垂直位于水平液冷板的中间处；两个电池模组分别位于垂直液冷板的两侧并与垂直液冷板紧密贴合；所述电池模组与水平液冷板之间设有带有凸台的水平导热垫，电池模组与垂直液冷板之间设有垂直导热垫；所述水平液冷板包括水平液冷板基体，在水平液冷板基体的内部设有蛇形流道，在水平液冷板基体的同一侧设有与蛇形流道的进液口相连的冷却液进口和设有与蛇形流道的出液口相连的冷却液出口；所述的垂直液冷板包括垂直液冷板基体，在垂直液冷板基体的内部设有流道，流道的下部连接有与流道相通的弯头，所述的弯头镶嵌在水平液冷板内部的蛇形流道内部。由此可见，传统的冷板的水平液冷板的蛇形流道和垂直液冷板的蛇形流道不连通。因而会导致电芯组件中的上部电芯和下部电芯温差较大，影响电芯的性能，并且蛇形流道使得传统液冷PACK结构较复杂，成本较高、不易加工。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构，能够快速降低电池温度，且电池间温度一致性较好，电芯组件的各部分电芯温差小，结构简单、成本低、易于加工。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型所述的液冷板，包括竖板和水平板，所述竖板的底部与所述水平板的顶部固定连接，以形成倒“T”形结构；所述竖板内设置有用于冷却液流经的第一通道；所述水平板内设置有用于冷却液流经的第二通道；所述竖板的一侧的顶部设置有入口，与所述入口相同侧的所述竖板的底部与所述水平板的连接处，和/或与所述入口相同侧的所述水平板与所述竖板连接处设置有出口；所述入口与所述第一通道连通，所述出口与所述第一通道相阻隔；所述第二通道的第一侧与所述第一通道的底部连通，所述第二通道的第二侧与所述出口连通。

所述的液冷板，优选地，所述第一通道包括若干条第一横向通道和至少两条第一纵向通道，两条第一纵向通道分别设置于所述第一横向通道的两端，若干条所述第一横向通道的两端分别与两条所述第一纵向通道连通；所述第二通道包括若干条第二横向通道和至少两条第二纵向通道，两条第二纵向通道分别设置于所述第二横向通道的两端，若干条所述第二横向通道的两端分别与两条所述第二纵向通道连通。

所述的液冷板，优选地，若干条所述第一横向通道相互平行且间隔设置，若干条所述第二横向通道相互平行且间隔设置。

所述的液冷板，优选地，所述入口与最上层的所述第一横向通道的一侧贯通；与所述入口相对侧的所述第一纵向通道的底部与其中一条所述第二纵向通道贯通；与所述入口相同侧的所述第二纵向通道与所述出口贯通。

所述的液冷板，优选地，所述竖板和所述水平板一体设置。

所述的液冷板，优选地，还包括第一堵块、第二堵块和第三堵块；所述第一横向通道贯穿所述竖板的两侧端面，所述第二横向通道贯穿所述水平板的两侧端面；所述第一堵块为倒“T”形结构，所述第二堵块为竖直条形结构，所述第三堵块为水平条形结构；所述第一堵块封堵式设置在与所述入口相对一侧的所述竖板和所述水平板形成整体的端面上，以形成与所述入口相对一侧的所述第一纵向通道和所述第二纵向通道；所述第二堵块封堵式设置在与所述入口相同一侧的所述竖板的端面上，以形成与所述入口相同一侧的所述第一纵向通道，且所述第二堵块避开所述入口和所述出口；所述第三堵块封堵式设置在与所述入口相同一侧的所述水平板的端面上，以形成与所述入口相同一侧的所述第二纵向通道。

所述的液冷板，优选地，所述出口高于所述第二横向通道预设距离。

本实用新型所述的液冷散热PACK结构，包括上述的液冷板、电芯组件、上盖、第一端板、第二端板、第一侧板以及第二侧板；两个所述电芯组件分别设置于所述水平板上且位于所述竖板的前后两侧；所述电芯组件由若干个电芯层叠设置；所述上盖盖合设置在所述电芯组件的顶部；所述第一端板设置在所述电芯组件的左侧，其顶部与所述上盖的左侧固定，其底部与所述液冷板的左侧固定；所述第二端板设置在所述电芯组件的右侧，其顶部与所述上盖的右侧固定，其底部与所述液冷板的右侧固定；所述第一侧板设置在所述电芯组件的前侧，其顶部与所述上盖的前侧固定，其底部与所述液冷板的前侧固定，其左侧与所述第一端板的前侧固定，其右侧与所述第二端板的前侧固定；所述第二侧板设置在所述电芯组件的后侧，其顶部与所述上盖的后侧固定，其底部与所述液冷板的后侧固定，其左侧与所述第一端板的后侧固定，其右侧与所述第二端板的后侧固定。

所述的液冷散热PACK结构，优选地，还包括挂耳、端盖和BMU；所述挂耳的底部与所述水平板连接；所述端盖扣合在所述第二端板外，且避开所述挂耳；所述BMU设置于所述第二端板的外侧。

所述的液冷散热PACK结构，优选地，所述第一侧板和所述第二侧板上分别设置有若干个条形孔。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

(1)本实用新型通过设置在液冷板的第一通道和第二通道，在通入冷却液后使得不同电芯间的温度差异更小；

(2)本实用新型通过倒“T”形液冷板实现了电芯的底部和侧面同时散热，大大增大散热效率，并且有效降低单电芯各部分的温度差异；

(3)本实用新型所述的倒“T”形液冷板由高强度铝材制成，而且有一定厚度，强度高，可直接作为承重板为电芯承重；

(4)本实用新型的倒“T”形液冷板采用特殊的流道设置，再加上第一堵块、第二堵块和第三堵块，使得流道易于加工；

(5)本实用新型的PACK结构通过第一端板、第二端板、第一侧板、第二侧板与液冷板焊接、固定形成类型于传统PACK下壳体的防护结构，省去了传统PACK的下壳体，节约大量成本；

(6)本实用新型的PACK结构简单紧凑，能有效简化PACK制造工序，提高空间利用率，提高PACK的能量密度。

(7)本实用新型的PACK结构的BMU采用外挂式安装，充分利用空间的同时又利于后期运维。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本实用新型的液冷板的结构示意图，其中，竖板为剖视状态；

图2是图1的A部放大结构示意图；

图3是本实用新型的竖板的内部结构示意图；

图4是本实用新型的水平板的内部结构示意图；

图5是本实用新型的液冷板的结构示意图，其中，示出了第一堵块、第二堵块和第三堵块的结构；

图6是本实用新型的冷却液流向的结构示意图；

图7是本实用新型的液冷散热PACK结构的结构示意图。

附图中各标记表示如下：

1-液冷板；101-竖板；102-水平板；2-第一通道；201-第一横向通道；202-第一纵向通道；3-第二通道；301-第二横向通道；302-第二纵向通道；4-入口；5-出口；6-第一堵块；7-第二堵块；8-第三堵块；9-电芯组件；10-上盖；11-第一端板；12-第二端板；13-第一侧板；14-第二侧板；15-挂耳；16-端盖；17-BMU；18-条形孔。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”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系统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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“装配”、“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构，通过设置在液冷板的第一通道和第二通道，在通入冷却液后使得不同电芯间的温度差异更小；通过倒“T”形液冷板实现了电芯的底部和侧面同时散热，大大增大散热效率，并且有效降低单电芯各部分的温度差异。

下面，结合附图对本实用新型实施例提供的液冷板及具有该液冷板的液冷散热PACK结构进行详细的说明。

如图1、图3和图4所示，本实用新型提供的液冷板1，包括竖板101和水平板102，竖板101的底部与水平板102的顶部固定连接，以形成倒“T”形结构；竖板101内设置有用于冷却液流经的第一通道2；水平板102内设置有用于冷却液流经的第二通道3。竖板101的一侧的顶部设置有入口4。与入口4相同侧的竖板101的底部与水平板102的连接处，和/或与入口4相同侧的水平板102与竖板101连接处设置有出口5。

通常地，出口5设置在水平板102处，但由于水平板的厚度一般较小，根据水平板的厚度可将出口5设置于与入口4相同侧的竖板101的底部与水平板102的连接处，或者出口5由竖板底部的半孔与水平板上部的半孔共同形成。

入口4与第一通道2连通，出口与第一通道2相阻隔；第二通道3的第一侧与第一通道2的底部连通，第二通道3的第二侧与出口5连通。其中，入口4处焊接有进水接头，出口5处焊接有出水接头。

在上述实施例中，优选地，如图3所示，第一通道2包括若干条第一横向通道201和两条第一纵向通道202，两条第一纵向通道202分别设置于第一横向通道201的两端，若干条第一横向通道201的两端分别与两条第一纵向通道202连通；如图4所示，第二通道3包括若干条第二横向通道301和两条第二纵向通道302，两条第二纵向通道302分别设置于第二横向通道301的两端，若干条第二横向通道301的两端分别与两条第二纵向通道302连通。

其中，若干条第一横向通道201相互平行且间隔设置，若干条第二横向通道301相互平行且间隔设置。

在上述实施例中，优选地，如图1所示，入口4与最上层的第一横向通道201的一侧贯通；与入口4相对侧的第一纵向通道202的底部与同侧的第二纵向通道302贯通；与入口4相同侧的第二纵向通道302与出口5贯通。由此，如图6所示，冷却液(一般为水)能够从入口进入，并充满第一通道2和第二通道3后由出口5流出，从而使得液冷板1具有散热的作用。

具体地，需要说明的是，多个第一横向通道201将竖板101分割成多个条形实体，出口5的上部刚好落入最下层的条形实体内，因此，出口便与第一通道2相阻隔。

在上述实施例中，优选地，竖板101和水平板102一体设置。由此，可以避免在连接处开裂，开裂会使第一通道2和第二通道3分离而导致冷却液泄漏。

在上述实施例中，优选地，如图5所示，本实用新型还包括第一堵块6、第二堵块7和第三堵块8；第一横向通道201贯穿竖板101的两侧端面，第二横向通道301贯穿水平板102的两侧端面；第一堵块6为倒“T”形结构，第二堵块7为竖直条形结构，第三堵块8为水平条形结构；第一堵块6封堵式设置在与入口4相对一侧的竖板101和水平板102形成整体的端面上，以形成与入口4相对一侧的第一纵向通道202和第二纵向通道302；第二堵块7封堵式设置在与入口4相同一侧的竖板101的端面上，以形成与入口4相同一侧的第一纵向通道202，且第二堵块7避开入口4和出口5；第三堵块8封堵式设置在与入口4相同一侧的水平板102的端面上，以形成与入口4相同一侧的第二纵向通道302。由此，可以使得加工液冷板1变得更加简单、方便。

其中，入口4焊接进水口接头，出口5焊接出水口接头。

在上述实施例中，优选地，如图2所示，出口5高于与其连通的第二横向通道301预设距离。由此，可以使得冷却液在充满第二通道3后再从出口5流出。

如图7所示，本实用新型还提供一种液冷散热PACK结构，包括上述的液冷板1、电芯组件9、上盖10、第一端板11、第二端板12、第一侧板13以及第二侧板14；两个电芯组件9分别设置于水平板102上且位于竖板101的前后两侧；电芯组件9由若干个电芯层叠设置；上盖10盖合设置在电芯组件9的顶部；第一端板11设置在电芯组件9的左侧，其顶部与上盖10的左侧固定，其底部与液冷板1的左侧固定；第二端板12设置在电芯组件9的右侧，其顶部与上盖10的右侧固定，其底部与液冷板1的右侧固定；第一侧板13设置在电芯组件9的前侧，其顶部与上盖10的前侧固定，其底部与液冷板1的前侧固定，其左侧与第一端板11的前侧固定，其右侧与第二端板12的前侧固定；第二侧板14设置在电芯组件9的后侧，其顶部与上盖10的后侧固定，其底部与液冷板1的后侧固定，其左侧与第一端板11的后侧固定，其右侧与第二端板12的后侧固定。其中，液冷板为高强度铝材，而且有一定厚度，强度高，可直接作为承重板为电芯承重。由此，PACK结构通过第一端板11、第二端板12、第一侧板13和第二侧板14与液冷板1焊接、固定形成类型于传统PACK下壳体的防护结构，省去了传统PACK的下壳体，节约大量成本。

需要说明的是，为增强散热效果，液冷板1的水平板102和竖板101的与电芯组件接触的表面需要涂导热胶、导热结构胶或者导热胶垫。

在上述实施例中，优选地，本实用新型还包括挂耳15、端盖16和BMU17；挂耳15的底部与水平板102连接；端盖16扣合在第二端板12外，且避开挂耳15；BMU17设置于第二端板12的外侧。由此PACK结构的BMU采用外挂式安装，充分利用空间的同时又利于后期运维。

在上述实施例中，优选地，第一侧板13和第二侧板14上分别设置有若干个条形孔18。由此，可以导出电芯组件散发的热量。

本实用新型的PACK结构通过将电芯组件设置在液冷板上，并通过在电芯组件左侧设置第一端板11、右侧设置第二端板12、前侧设置第一侧板13和后侧设置第二侧板14，并使第一端板、第二端板、第一侧板和第二侧板的底部分别与冷板焊接，并依次固定形成类型于传统PACK下壳体的防护结构，其中第二端板上分别设置有供液冷板上的入口接头以及出口接头穿过的通孔，由此，该PACK结构省去了传统PACK的下壳体，同时由于电芯可直接堆叠，省去了电芯的定位和承重结构，节约了大量材料成本；另外该PACK还大大减少了PAC制造工序，节约了大量人力及时间成本。

另外，本实用新型采用T型液冷板的技术方案，具有散热效率高、热均衡性好、实现电芯立体散热，较传统液冷方案大大减小了单电芯底部和顶部的温度差异，进一步保证了电池组的一致性、系统稳定性及循环寿命。本实用新型结构简单，易于实现，能够应用于各种储能系统或动力系统中，具有广泛的实际应用价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种液冷板，其特征在于，包括竖板和水平板，所述竖板的底部与所述水平板的顶部固定连接，以形成倒“T”形结构；

所述竖板内设置有用于冷却液流经的第一通道；所述水平板内设置有用于冷却液流经的第二通道；所述竖板的一侧的顶部设置有入口，与所述入口相同侧的所述竖板的底部与所述水平板的连接处，和/或与所述入口相同侧的所述水平板与所述竖板连接处设置有出口；

所述入口与所述第一通道连通，所述出口与所述第一通道相阻隔；

所述第二通道的第一侧与所述第一通道的底部连通，所述第二通道的第二侧与所述出口连通；

所述第一通道包括若干条第一横向通道和至少两条第一纵向通道，两条第一纵向通道分别设置于所述第一横向通道的两端，若干条所述第一横向通道的两端分别与两条所述第一纵向通道连通；

所述第二通道包括若干条第二横向通道和至少两条第二纵向通道，两条第二纵向通道分别设置于所述第二横向通道的两端，若干条所述第二横向通道的两端分别与两条所述第二纵向通道连通。

2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，若干条所述第一横向通道相互平行且间隔设置，若干条所述第二横向通道相互平行且间隔设置。

3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述入口与最上层的所述第一横向通道的一侧贯通；

与所述入口相对侧的所述第一纵向通道的底部与同侧的第二纵向通道贯通；与所述入口相同侧的所述第二纵向通道与所述出口贯通。

4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，所述竖板和所述水平板一体设置。

5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，还包括第一堵块、第二堵块和第三堵块；

所述第一横向通道贯穿所述竖板的两侧端面，所述第二横向通道贯穿所述水平板的两侧端面；

所述第一堵块为倒“T”形结构，所述第二堵块为竖直条形结构，所述第三堵块为水平条形结构；

所述第一堵块封堵式设置在与所述入口相对一侧的所述竖板和所述水平板形成整体的端面上，以形成与所述入口相对一侧的所述第一纵向通道和所述第二纵向通道；

所述第二堵块封堵式设置在与所述入口相同一侧的所述竖板的端面上，以形成与所述入口相同一侧的所述第一纵向通道，且所述第二堵块避开所述入口和所述出口；

所述第三堵块封堵式设置在与所述入口相同一侧的所述水平板的端面上，以形成与所述入口相同一侧的所述第二纵向通道。

6.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述出口高于所述第二横向通道预设距离。

7.一种液冷散热PACK结构，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的液冷板、电芯组件、上盖、第一端板、第二端板、第一侧板以及第二侧板；

两个所述电芯组件分别设置于所述水平板上且位于所述竖板的前后两侧；

所述电芯组件由若干个电芯层叠设置；

所述上盖盖合设置在所述电芯组件的顶部；

所述第一端板设置在所述电芯组件的左侧，其顶部与所述上盖的左侧固定，其底部与所述液冷板的左侧固定；

所述第二端板设置在所述电芯组件的右侧，其顶部与所述上盖的右侧固定，其底部与所述液冷板的右侧固定；

所述第一侧板设置在所述电芯组件的前侧，其顶部与所述上盖的前侧固定，其底部与所述液冷板的前侧固定，其左侧与所述第一端板的前侧固定，其右侧与所述第二端板的前侧固定；

所述第二侧板设置在所述电芯组件的后侧，其顶部与所述上盖的后侧固定，其底部与所述液冷板的后侧固定，其左侧与所述第一端板的后侧固定，其右侧与所述第二端板的后侧固定。

8.根据权利要求7所述的液冷散热PACK结构，其特征在于，还包括挂耳、端盖和BMU；

所述挂耳的底部与所述水平板连接；

所述端盖扣合在所述第二端板外，且避开所述挂耳；

所述BMU设置于所述第二端板的外侧。

9.根据权利要求8所述的液冷散热PACK结构，其特征在于，所述第一侧板和所述第二侧板上分别设置有若干个条形孔。

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