CN219350405U - 液冷板、电池箱体、电池包及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池冷却技术领域，尤其涉及液冷板、电池箱体、电池包及用电装置。液冷板包括流道板，流道板上设有进液通道、出液通道以及流道，流道包括多个温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道相连通的温区段为第一温区段，与出液通道相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2‑1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。上游流道与下游流道对插区域的上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，使流道覆盖区域的温差尽可能较小，进而实现对电池全方位均匀降温。

Description

液冷板、电池箱体、电池包及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池冷却技术领域，尤其涉及液冷板、电池箱体、电池包及用电装置。

背景技术

温度是影响锂离子电池系统性能和寿命的重要因素，电池模组在充放电过程中不可避免会产生热量，通常需要设置液冷板以对电池进行冷却降温。授权公告号为CN216054912U的中国实用新型专利公开了一种电池模块热管理系统，该系统是在电池模块的底部设置液冷板，在液冷板上设置有两个冷却液进口、两个冷却液出口以及两组流道，两组流道均为连续的S形流道，两个冷却液进口设置在液冷板的其中一个长边的中间部位，两个冷却液出口分别设置在该长边的两端位置，冷却液由两个冷却液进口分别进入对应流道，并在流道内流动以带走电池模组产生的热量，最终从冷却液出口流出，从而达到冷却降温的目的。

该电池热管理系统在使用时存在的问题在于：随着冷却液在流道中流动，冷却液温度会逐渐升高，在靠近冷却液进口的区域温度较低，在靠近冷却液出口的区域温度较高，使得距离冷却液进口较近区域对电池的冷却效果较好，距离冷却液进口较远区域对电池的冷却效果较差，由此导致电池不同部位存在较大温差，从而导致电池性能降低，寿命减短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷板，以解决现有液冷板不能对电池进行全方位均匀降温的问题；本实用新型的目的还在于提供一种电池箱体，以解决现有电池箱体不能使电池得到全方位均匀降温的问题；本实用新型的目的还在于提供一种电池包，以解决现有电池包存在的不同部位温差大的问题；本实用新型的目的还在于提供一种用电装置，以解决现有用电装置存在的电池不同部位温差较大而影响用电装置性能和寿命的问题。

为实现上述目的，本实用新型液冷板采用如下技术方案：

液冷板包括流道板，流道板上设有进液通道、出液通道以及连通在进液通道与出液通道之间的流道，所述流道包括多个依次首尾相连通的温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道相连通的温区段为第一温区段，与出液通道相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2-1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

有益效果：本实用新型液冷板在现有液冷板的基础上进行改进，通过对流道结构进行设计，使上游流道与下游流道对插布置且流向相反，上游流道中冷却液温度相对较低，下游流道中冷却液温度相对较高，如此使得上游流道与下游流道对插区域的上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，使流道覆盖区域的温差尽可能较小，进而实现对电池全方位均匀降温。

进一步地，各温区段均包括至少两个并联通道。

有益效果：进一步提高降温效果，同时可以降低液冷系统流体整体压力和压降，降低匹配制冷机组的压力性能要求，降低泵的选型成本，低的压力又能明显减小冷却液泄漏风险，提高安全性。

进一步地，至少一个温区段具有与另一个温区段数量不同的并联通道。

有益效果：可以根据流道板的形状灵活调整不同温区段的并联通道的数量，从而使流道尽可能填充整个流道板的板面，进一步提高降温效果。

进一步地，中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量。

有益效果：上游流道与下游流道通过中游流道连通，中游流道位于流道板的中部区域，使中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量。

有益效果：使流道板中部区域对应温区段的并联通道的数量较多，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，进液通道和出液通道位于流道板的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧。

有益效果：使进液方向与上游流道的进口方向平行，出液方向与下游流道的出口方向平行，可使冷却液进出阻力更小，进出更加顺利，便于带压冷却液在流道中的循环流动。

进一步地，所述流道板为矩形板，进液通道和出液通道分别位于矩形板的相对两边上且成对角线布置。

有益效果：便于流道设计，同时可使流道填充整个流道板，进一步提高降温效果。

本实用新型电池箱体采用如下技术方案：

电池箱体包括底板和围绕底板设置的侧板，底板和侧板围成用于容纳电池模组的容纳腔，底板上设有液冷板，液冷板包括流道板，流道板上设有进液通道、出液通道以及连通在进液通道与出液通道之间的流道，所述流道包括多个依次首尾相连通的温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道相连通的温区段为第一温区段，与出液通道相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2-1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

有益效果：本实用新型电池箱体在现有电池箱体的基础上进行改进，通过对液冷板的流道结构进行设计，使上游流道与下游流道对插布置且流向相反，上游流道中冷却液温度相对较低，下游流道中冷却液温度相对较高，如此使得上游流道与下游流道对插区域的上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，使流道覆盖区域的温差尽可能较小，进而实现对电池全方位均匀降温。

进一步地，各温区段均包括至少两个并联通道。

有益效果：进一步提高降温效果，同时可以降低液冷系统流体整体压力和压降，降低匹配制冷机组的压力性能要求，降低泵的选型成本，低的压力又能明显减小冷却液泄漏风险，提高安全性。

进一步地，至少一个温区段具有与另一个温区段数量不同的并联通道。

有益效果：可以根据流道板的形状灵活调整不同温区段的并联通道的数量，从而使流道尽可能填充整个流道板的板面，进一步提高降温效果。

进一步地，中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量。

有益效果：上游流道与下游流道通过中游流道连通，中游流道位于流道板的中部区域，使中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量。

有益效果：使流道板中部区域对应温区段的并联通道的数量较多，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，进液通道和出液通道位于流道板的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧。

有益效果：使进液方向与上游流道的进口方向平行，出液方向与下游流道的出口方向平行，可使冷却液进出阻力更小，进出更加顺利，便于带压冷却液在流道中的循环流动。

进一步地，所述流道板为矩形板，进液通道和出液通道分别位于矩形板的相对两边上且成对角线布置。

有益效果：便于流道设计，同时可使流道填充整个流道板，进一步提高降温效果。

本实用新型电池包采用如下技术方案：

电池包包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，液冷板包括流道板，流道板上设有进液通道、出液通道以及连通在进液通道与出液通道之间的流道，所述流道包括多个依次首尾相连通的温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道相连通的温区段为第一温区段，与出液通道相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2-1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

有益效果：本实用新型电池包在现有电池包的基础上进行改进，通过对电池箱体所设液冷板的流道结构进行设计，使上游流道与下游流道对插布置且流向相反，上游流道中冷却液温度相对较低，下游流道中冷却液温度相对较高，如此使得上游流道与下游流道对插区域的上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，使流道覆盖区域的温差尽可能较小，进而实现对电池全方位均匀降温，克服现有电池不同部位温差大的缺陷。

进一步地，各温区段均包括至少两个并联通道。

有益效果：进一步提高降温效果，同时可以降低液冷系统流体整体压力和压降，降低匹配制冷机组的压力性能要求，降低泵的选型成本，低的压力又能明显减小冷却液泄漏风险，提高安全性。

进一步地，至少一个温区段具有与另一个温区段数量不同的并联通道。

有益效果：可以根据流道板的形状灵活调整不同温区段的并联通道的数量，从而使流道尽可能填充整个流道板的板面，进一步提高降温效果。

进一步地，中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量。

有益效果：上游流道与下游流道通过中游流道连通，中游流道位于流道板的中部区域，使中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量。

有益效果：使流道板中部区域对应温区段的并联通道的数量较多，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，进液通道和出液通道位于流道板的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧。

有益效果：使进液方向与上游流道的进口方向平行，出液方向与下游流道的出口方向平行，可使冷却液进出阻力更小，进出更加顺利，便于带压冷却液在流道中的循环流动。

进一步地，所述流道板为矩形板，进液通道和出液通道分别位于矩形板的相对两边上且成对角线布置。

有益效果：便于流道设计，同时可使流道填充整个流道板，进一步提高降温效果。

本实用新型用电装置采用如下技术方案：

用电装置包括电池包，电池包包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，液冷板包括流道板，流道板上设有进液通道、出液通道以及连通在进液通道与出液通道之间的流道，所述流道包括多个依次首尾相连通的温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道相连通的温区段为第一温区段，与出液通道相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2-1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

有益效果：本实用新型提出了一种改进的用电装置，通过对电池箱体内部所设液冷板的流道结构进行设计，使上游流道与下游流道对插布置且流向相反，上游流道中冷却液温度相对较低，下游流道中冷却液温度相对较高，如此使得上游流道与下游流道对插区域的上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，使流道覆盖区域的温差尽可能较小，进而实现对电池全方位均匀降温，减小电池不同部位温差，进而保证用电装置性能和寿命。

进一步地，各温区段均包括至少两个并联通道。

有益效果：进一步提高降温效果，同时可以降低液冷系统流体整体压力和压降，降低匹配制冷机组的压力性能要求，降低泵的选型成本，低的压力又能明显减小冷却液泄漏风险，提高安全性。

进一步地，至少一个温区段具有与另一个温区段数量不同的并联通道。

有益效果：可以根据流道板的形状灵活调整不同温区段的并联通道的数量，从而使流道尽可能填充整个流道板的板面，进一步提高降温效果。

进一步地，中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量。

有益效果：上游流道与下游流道通过中游流道连通，中游流道位于流道板的中部区域，使中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量。

有益效果：使流道板中部区域对应温区段的并联通道的数量较多，能够进一步提高流道板中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

进一步地，进液通道和出液通道位于流道板的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧。

有益效果：使进液方向与上游流道的进口方向平行，出液方向与下游流道的出口方向平行，可使冷却液进出阻力更小，进出更加顺利，便于带压冷却液在流道中的循环流动。

进一步地，所述流道板为矩形板，进液通道和出液通道分别位于矩形板的相对两边上且成对角线布置。

有益效果：便于流道设计，同时可使流道填充整个流道板，进一步提高降温效果。

附图说明

图1为本实用新型液冷板的实施例1的分解示意图；

图2为图1中流道板的结构示意图；

图3为本实用新型液冷板的实施例1的结构示意图；

图4为本实用新型液冷板的实施例1的主视图；

图5为本实用新型液冷板的实施例1的左视图；

图中：1、流道板；101、进液通道；102、出液通道；103、第一温区段；104、第二温区段；105、第三温区段；106、第四温区段；107、第五温区段；108、第六温区段；109、第七温区段；2、盖板；3、石墨烯层；4、导热硅胶层；5、进水嘴；6、出水嘴。

具体实施方式

本实用新型液冷板通过对流道结构进行设计，使上游流道与下游流道对插布置且流向相反，使得上游流道与下游流道对插区域的冷却液能够实现热量传递交互，进而实现对电池全方位均匀降温。

以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

本实用新型液冷板的实施例1：

如图1-5所示，液冷板包括流道板1，流道板1上侧设有盖板2，盖板2上侧覆有石墨烯层3，石墨烯层3上侧覆有导热硅胶层4作为缓冲层。流道板1为矩形板，矩形板的两条宽边上分别设有垂直于宽边延伸的流道板延伸耳，其中一个流道板延伸耳上设有进液通道101，另一个流道板延伸耳上设有出液通道102，进液通道101和出液通道102成对角线布置。对应地，盖板2整体为矩形板，盖板2的两条宽边上分别设有垂直于宽边延伸的盖板延伸耳，两个盖板延伸耳上分别安装有进水嘴5和出水嘴6，进水嘴5与进液通道101对应连通，出水嘴6与出液通道102对应连通。

流道板1上设有连通进液通道101与出液通道102的流道，如图2所示，流道包括依次首尾相连通的第一温区段103、第二温区段104、第三温区段105、第四温区段106、第五温区段107、第六温区段108和第七温区段109，第一温区段103与进液通道101连通，第七温区段109与出液通道102连通。第一至第三温区段105构成上游流道，第四温区段106构成中游流道，第五至第七温区段109构成下游流道。上游流道与下游流道对插布置且流向相反，冷却液在上游流道中顺时针流动，在下游流道中逆时针流动，如图2中箭头所示，上游流道中的冷却液能够与下游流道中的冷却液相遇从而实现热量传递交互，进而实现对电池的全方位均匀降温。

第一、第二温区段分别包括三条并联通道，第三温区段105包括六条并联通道，第四温区段106包括十二条并联通道，第五温区段107包括六条并联通道，第六、第七温区段分别包括三条并联通道。将各温度段均设置成多个通道并联的结构，能够进一步提高均匀降温效果，同时可以降低液冷系统流体整体压力和压降，降低匹配制冷机组的压力性能要求，降低泵的选型成本，低的压力又能明显减小冷却液泄漏风险，提高安全性。

上游流道、下游流道关于流道板1的中心对称，进液通道101和出液通道102分别位于流道板1的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧且成对角线布置，使流道填充整个液冷板，无死角，无遗漏。进液方向与上游流道的进口方向平行，出液方向与下游流道的出口方向平行，可使冷却液进出阻力较小，进出更加顺利，更有利于带压冷却液在流道中的循环流动。第一、第二、第六、第七温区段靠近流道板1边缘区域，并联通道数量相对较少，第三、第四、第五温区段对应于流道板1中部区域，并联通道数量相对较多，这样的结构设置能够进一步提高流道板1中部区域的降温效果，进一步保证对电池的冷却效果。

流道板1采用流道冲压式制造工艺，和盖板2、进水嘴5、出水嘴6整体钎焊为成品。盖板2上侧面黏贴有石墨烯层3，利用石墨烯的高导热性进一步将液冷板不同区域的温度差进行传导交互和平均，实现真正的均温。石墨烯层3上面还黏贴有导热硅胶层4，能够填充石墨烯层3和电池模组底部缝隙，保证良好热传导。

本实施例中只有一个进水嘴5和一个出水嘴6，能够保证液冷板的气密性和高可靠性。通过优化流道结构，减少单通道长度，增加通道间的并联，极大的减小了系统压降，不同温区段并联通道的数量不完全相同，可以根据实际情况进行调整。

本实用新型液冷板在不增加占用空间，保证可靠性的前提下，能有效降低液冷板不同区域间温差，实现对电池进行全方位均匀降温，有利于提高用电装置的安全性能，延长用电装置使用寿命。

在上述实施例1中，各温区段均包括至少三个并联通道；而在其他实施例中，各温区段的并联通道的数量可以根据实际情况灵活调整，比如在流道板面积较小时可以将部分温区段设为双通道并联结构，或者使部分或全部温区段均为单通道结构。

在上述实施例1中，中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量；而在其他实施例中，中游流道对应温区段的并联通道数量也可以少于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量，上游流道、下游流道的对应于流道板中部区域的温区段的并联通道数量也可以少于对应于靠近流道板边缘区域的温区段的并联通道数量；或者，各温区段的并联通道的数量均相等，一对一进行连通。

在上述实施例1中，流道板为矩形板，上游流道与下游流道沿矩形板长度方向对插布置，进液通道和出液通道分别位于矩形板的相对两宽边上且成对角线布置；而在其他实施例中，还可将进液通道设置在矩形板的一条长边上，将出液通道设置在矩形板的相邻一条宽边上；或者，将进液通道和出液通道分别设置于矩形板的相对两长边上。

在上述实施例1中，流道板为矩形板，流道板上不同温区段均为直通形；而在其他实施例中，流道板还可以为其他多边形板、椭圆形板或其他异形板，以适应不同电源系统结构要求，流道板上的部分温区段也可以弯曲延伸。

在上述实施例1中，流道一共包括七个温区段，第一至第三温区段构成上游流道，第四温区段构成中游流道，第五至第七温区段构成下游流道；而在其他实施例中，温区段的数量可以根据实际情况，比如根据流道板形状进行设置，比如流道包括九个温区段，使第一至第四温区段构成上游流道，第五温区段构成中游流道，第六至第九温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

本实用新型还提供了一种电池箱体的实施例，电池箱体包括底板和围绕底板设置的侧板，底板和侧板围成用于容纳电池模组的容纳腔，底板上部设有液冷板，液冷板的结构与上述液冷板各实施例中的具体结构相同，此处不再赘述。

本实用新型还提供了一种电池包的实施例，电池包包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，液冷板的结构与上述液冷板各实施例中的具体结构相同，此处不再赘述。

本实用新型还提供了一种用电装置的实施例，用电装置包括电池包，电池包包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，液冷板的结构与上述液冷板各实施例中的具体结构相同，此处不再赘述。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.液冷板，包括流道板(1)，流道板(1)上设有进液通道(101)、出液通道(102)以及连通在进液通道(101)与出液通道(102)之间的流道，其特征在于：所述流道包括多个依次首尾相连通的温区段，将全部温区段按照冷却液流动方向依次进行排序，定义与进液通道(101)相连通的温区段为第一温区段(103)，与出液通道(102)相连通的温区段为第n温区段，n≥2且n为奇数，第一至第(n+1)/2-1温区段构成上游流道，第(n+1)/2温区段构成中游流道，第(n+1)/2+1至第n温区段构成下游流道，上游流道与下游流道对插布置且流向相反。

2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于：各温区段均包括至少两个并联通道。

3.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于：至少一个温区段具有与另一个温区段数量不同的并联通道。

4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于：中游流道对应温区段的并联通道数量多于上游流道、下游流道对应温区段的并联通道数量。

5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于：上游流道、下游流道的对应于流道板(1)中部区域的温区段的并联通道数量多于对应于靠近流道板(1)边缘区域的温区段的并联通道数量。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的液冷板，其特征在于：进液通道(101)和出液通道(102)位于流道板(1)的上游流道与下游流道对插方向的相对两侧。

7.根据权利要求6所述的液冷板，其特征在于：所述流道板(1)为矩形板，进液通道(101)和出液通道(102)分别位于矩形板的相对两边上且成对角线布置。

8.电池箱体，包括底板和围绕底板设置的侧板，底板和侧板围成用于容纳电池模组的容纳腔，底板上设有液冷板，其特征在于：液冷板为权利要求1-7任意一项所述的液冷板。

9.电池包，包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，其特征在于：液冷板为权利要求1-7任意一项所述的液冷板。

10.用电装置，包括电池包，电池包包括电池箱体和设置在电池箱体内部的电池模组，电池箱体内在电池模组的底部设有液冷板，其特征在于：液冷板为权利要求1-7任意一项所述的液冷板。

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