CN219779005U - 液冷板和电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种液冷板，包括第一进液流道，第一进液流道沿第一方向纵长延伸；第一出液流道，第一出液流道沿第一方向纵长延伸，并且与第一进液流道在第二方向上间隔设置；至少一个第一液冷流道，连接于第一进液流道和第一出液流道之间；在单位面积内，第一液冷流道在第二方向上的两端的长度大于第一液冷流道在第二方向上的中间区域的长度。通过上述技术方案，能够增加液冷板在第二方向上两端的位置处与外部电芯底部的接触面积，从而增强该区域电芯的换热效果，避免电池模组端板等结构带来的同一电池模组内温差较大的问题，减小模组内电芯间温差。

Description

液冷板和电池模组

技术领域

本申请涉及电池热管理技术领域，特别是涉及一种液冷板和电池模组。

背景技术

当前电动汽车动力电池主要为对温度变化敏感的锂离子电池，锂离子动力电池的适宜工作温度范围为20℃～40℃。低温下工作锂电池存在以下问题：放电时可用电量低，输出功率受限；充电时电池充电慢充电时长延长。高温下工作锂电池存在以下问题：电池长期处于高温状态寿命会明显缩短，严重时会造成电池热失控，存在安全风险。由此可知，电池包内温度环境对电芯可靠性、寿命及性能都有很大的影响，电池热管理成为新能源汽车运行的重要保障。

目前市面上主流的电池热管理方式有：液冷、风冷及直冷，其中，液冷占据了绝对领导地位。液冷是在电池板内布置液冷板，通过与电芯物理间接接触达到给电芯加热或冷却的目的。但是，冷却或加热过程中因电池包内各电芯所处空间位置不同，比如由于模组端板等结构的存在，会造成电池换热的不均匀性，造成电池包内出现温差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对电池包内温度不均匀的问题，提供一种液冷板。

一种液冷板，其特征在于，所述液冷板包括：

第一进液流道，所述第一进液流道沿第一方向纵长延伸；

第一出液流道，所述第一出液流道沿第一方向纵长延伸，并且与所述第一进液流道在第二方向上间隔设置；

至少一个第一液冷流道，连接于所述第一进液流道和所述第一出液流道之间；

在单位面积内，所述第一液冷流道在第二方向上的两端的长度大于所述第一液冷流道在第二方向上的中间区域的长度。

在其中一个实施例中，所述第一液冷流道在所述第二方向上的相对两端曲折延伸。

在其中一个实施例中，所述第一液冷流道包括多个首尾相连的第一子流道，所有所述第一子流道沿所述第一方向间隔设置，每个所述第一子流道沿所述第二方向自所述液冷板靠近所述第一进液流道的一侧延伸至所述液冷板靠近所述第一出液流道的一侧；

至少一个所述第一子流道包括第一延伸段、第一弯折段以及第二弯折段，所述第一弯折段和所述第二弯折段分别连接于所述第一延伸段在所述第二方向上的相对两端，所述第一延伸段沿所述第二方向延伸，所述第一弯折段和所述第二弯折段中的至少一者曲折延伸。

在其中一个实施例中，所述液冷板包括第二液冷流道，所述第二液冷流道连接于所述第一进液流道与所述第一出液流道之间并在所述第二方向上位于所述第一液冷流道的一侧，且所述第二液冷流道在所述第一进液流道和所述第一出液流道之间迂回设置。

在其中一个实施例中，所述液冷板包括第三液冷流道，所述第三液冷流道连接于所述第一进液流道与所述第一出液流道之间并在所述第二方向上位于所述第一液冷流道的一侧。

在其中一个实施例中，所述液冷板包括安装部，所述安装部一端与所述第一进液流道连接，另一端与所述第三液冷流道连接。

在其中一个实施例中，所述液冷板包括沿第二方向延伸的第二进液流道和第二出液流道，所述第一进液流道与所述第二进液流道连接，所述第一出液流道与所述第二出液流道连接，所述第一进液流道、所述第二进液流道、所述第一出液流道、所述第二出液流道沿周向绕设于所述第一液冷流道外。

在其中一个实施例中，所述第一进液流道、所述第二进液流道、所述第一出液流道、所述第二出液流道中的至少一者设有至少一个减重孔。

在其中一个实施例中，所述液冷板还包括扰流段，所述扰流段设于所述液冷板在第二方向上远离所述第一进液流道与所述第一出液流道的一侧。

根据本申请的另一方面，提供一种电池模组，包括多个电芯模组以及模组端板，所述电芯模组底面贴合安装于所述液冷板，所述模组端板设于所述第一液冷流道在第二方向上的两端。

上述液冷板，包括第一进液流道与第一出液流道，并且包括至少一个第一液冷流道，第一液冷流道连接于第一进液流道和第一出液流道之间；在单位面积内，第一液冷流道在第二方向上的两端的长度大于第一液冷流道在第二方向上的中间区域的长度。以此增加液冷板在特定位置处与外部电芯底部的接触面积，尤其是通过局部增大电池板模组外侧电芯底部的散热面积，来增强该区域电芯的换热效果，减小模组内电芯间温差。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的液冷板的三维轴测图。

图2为本申请一实施例提供的液冷流道区域划分示意图。

图3为本申请一实施例提供的液冷板的俯视图。

图4为本申请一实施例提供的液冷流道区域布置示意图。

附图标记：

1、第一进液流道；2、第一出液流道；3、第一液冷流道；31、第一子流道；311、第一延伸段；312、第一弯折段；313、第二弯折段；4、第二液冷流道；5、第三液冷流道；6、安装部；61、第一导流管；62、第二导流管；63、导流段；64、安装板；7、第二进液流道；71、进液端；8、第二出液流道；81、出液端；9、减重孔；10、扰流段。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

一种电池模组，包括多组电芯和模组端板，多组电芯在液冷板上均匀排布，模组端板设于液冷板的宽度方向，并且与电芯贴合接触。

参阅图1、图2，图1示出了本申请一实施例中的液冷板的轴测示意图，图示液冷板大致呈矩形平板状结构，定义液冷板的长度方向为第一方向(即图2中的X方向)，液冷板的宽度方向为第二方向(即图2中的Y方向)。液冷板包括第一进液流道1、第一出液流道2、第二进液流道7和第二出液流道8，第一进液流道1段沿第一方向纵长延伸，第一出液流道2沿第一方向纵长延伸设置，并且与第一出液流道2在第二方向上间隔相对设置，第二进液流道7和第二出液流道8沿第二方向延伸，在第二进液流道7上设有进液端71，在第二出液流道8上设有出液端81。其中，第一进液流道1与第二进液流道7连接，第一出液流道2与第二出液流道8连接，上述第一进液流道1、第二进液流道7、第一出液流道2、第二出液流道8形成液冷板的总框架。

在一些实施例中，第一进液流道1、第二进液流道7、第一出液流道2、第二出液流道8中的至少一者设有至少一个减重孔9，以满足液冷板的轻量化设计的需求，减轻电池模组的重量，同时，减重孔9的设计还能起到扰流作用，即增强对液冷板总框架各处冷却液的扰动，使流量更加均匀。

参阅图1、图2，在液冷板的总框架内，设有第一液冷流道3、第二液冷流道4、第三液冷流道5，前述第一进液流道1、第二进液流道7、第一出液流道2、第二出液流道8沿周向绕设于第一液冷流道3、第二液冷流道4、第三液冷流道5外。

参阅图1、图3，在一些实施例中，液冷板包括至少一个第一液冷流道3，连接于第一进液流道1和第一出液流道2之间。在单位面积内，第一液冷流道3在第二方向上的两端的长度大于第一液冷流道3在第二方向上的中间区域的长度。如此，在整个液冷板上，第一液冷流道3在第二方向上的两端与外部电芯模组的接触面积更大，散热或导热的效果要优于第一液冷流道3在第二方向上的中间区域，从而实现降低电池包内不同位置处由于模组端板等结构带来的温差，提高电芯模组在第二方向上换热的均匀性。

在一些实施例中，第一液冷流道3在第二方向上的相对两端曲折延伸，以实现第一液冷流道3在第二方向上的两端的第一液冷流道3的长度大于在第二方向上的中间区域的长度。

具体而言，在一些实施例中，第一液冷流道3包括多个首尾相连的第一子流道31，所有第一子流道31沿第一方向间隔设置，每个第一子流道31沿第二方向自液冷板靠近第一进液流道1的一侧延伸至液冷板靠近第一出液流道2的一侧。其中，至少一个第一子流道31包括第一延伸段311、第一弯折段312以及第二弯折段313，第一弯折段312和第二弯折段313分别连接于第一延伸段311在第二方向上的相对两端，第一延伸段311沿第二方向延伸，第一弯折段312和第二弯折段313中的至少一者曲折延伸，以此增加与外部电芯模组的接触面积。

在部分实施例中，第一弯折段312和第二弯折段313曲折延伸，并且第一弯折段312和第二弯折段313在第二方向上以前后衔接的“S”形曲折延伸，容易理解的是，在部分实施例中，第一弯折段312和第二弯折段313在第二方向上以前后衔接的“W”形曲折延伸亦是可行的，本申请对此不作限制。同时，对于第一弯折段312和第二弯折段313在第一延伸段311上曲折延伸的长度，则根据实际生产工作中电芯模组温差的大小等需求确定即可，本申请亦不做限制。

在一些实施例中，液冷板包括第二液冷流道4，第二液冷流道4连接于第一进液流道1与第一出液流道2之间并在第二方向上位于第一液冷流道3的一侧，且第二液冷流道4在第一进液流道1和第一出液流道2之间迂回设置，使第二液冷流道4在液冷板上相对于单一流道具有更大的冷却面积，并且第二液冷流道4在第二方向上的导热能力均匀，能够适用于无电池模组端板等结构的情形，提高本申请中冷却板的适用范围。

在一些实施例中，液冷板包括第三液冷流道5，第三液冷流道5连接于第一进液流道1与第一出液流道2之间并在第二方向上位于第一液冷流道3的一侧。在部分实施例中，液冷板还包括安装部6，安装部6分别与第一进液流道1、第三液冷流道5连通。可以理解的是，在部分实施例中，安装部6也可直接分别与第一进液流道1、第一出液流道2连通。

在一些实施例中，安装部6包括第一导流管61和第二导流管62，第一导流管61和第二导流管62分别与第一进液流道1、第三液冷流道5连接，并且安装部6还包括安装板64和导流段63，导流段63凸设于安装板64并呈“U形”设置，导流段63的开口端分别与第一导流管61和第二导流管62连接，在安装板64上还开设有安装孔，便于将液冷板固定在特定位置。

在部分实施例中，根据实际的工作需求以及液冷板的具体适用场景，液冷板上可以仅包括第一液冷流道3、第二液冷流道4、第三液冷流道5中的任意一个或者其组合。参阅图4，图4示出了其中一种组合，即液冷板仅包括第一液冷流道3和第三液冷流道5。

在一些实施例中，液冷板还包括扰流段10，扰流段10设于第一液冷流道3、第二液冷流道4、第三液冷流道5在第二方向上远离第一进液流道1与第一出液流道2的一侧，用于使液冷板上各处的流量均匀，避免在远离进液口的位置压降会减小。在部分实施例中，第一液冷流道3、第二液冷流道4上的扰流段10分别设置为在第一液冷流道3、第二液冷流道4上弯折设置的流道，使冷却液在第一方向和第二方向之间不断改变方向，最终再回归到沿第二方向流动。在部分实施例中，第三液冷流道5上的扰流段10设置为横截面积变化的增压流道。冷却液从第一进液流道1进入第三冷却流道后，沿着第二方向流动，当冷却液到达扰流段10后，偏离第二方向进入增压流道，在通过增压流道后，冷却液的流向重新回到第二方向，此时由于增压流道前后横截面积的变化，能够带来增压扰流的效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种液冷板，其特征在于，所述液冷板包括：

第一进液流道，所述第一进液流道沿第一方向纵长延伸；

第一出液流道，所述第一出液流道沿第一方向纵长延伸，并且与所述第一进液流道在第二方向上间隔设置；

至少一个第一液冷流道，连接于所述第一进液流道和所述第一出液流道之间；

在单位面积内，所述第一液冷流道在第二方向上的两端的长度大于所述第一液冷流道在第二方向上的中间区域的长度。

2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述第一液冷流道在所述第二方向上的相对两端曲折延伸。

3.根据权利要求2所述的液冷板，其特征在于，所述第一液冷流道包括多个首尾相连的第一子流道，所有所述第一子流道沿所述第一方向间隔设置，每个所述第一子流道沿所述第二方向自所述液冷板靠近所述第一进液流道的一侧延伸至所述液冷板靠近所述第一出液流道的一侧；

至少一个所述第一子流道包括第一延伸段、第一弯折段以及第二弯折段，所述第一弯折段和所述第二弯折段分别连接于所述第一延伸段在所述第二方向上的相对两端，所述第一延伸段沿所述第二方向延伸，所述第一弯折段和所述第二弯折段中的至少一者曲折延伸。

4.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括第二液冷流道，所述第二液冷流道连接于所述第一进液流道与所述第一出液流道之间并在所述第二方向上位于所述第一液冷流道的一侧，且所述第二液冷流道在所述第一进液流道和所述第一出液流道之间迂回设置。

5.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括第三液冷流道，所述第三液冷流道连接于所述第一进液流道与所述第一出液流道之间并在所述第二方向上位于所述第一液冷流道的一侧。

6.根据权利要求5所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括安装部，所述安装部一端与所述第一进液流道连接，另一端与所述第三液冷流道连接。

7.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板包括沿第二方向延伸的第二进液流道和第二出液流道，所述第一进液流道与所述第二进液流道连接，所述第一出液流道与所述第二出液流道连接，所述第一进液流道、所述第二进液流道、所述第一出液流道、所述第二出液流道沿周向绕设于所述第一液冷流道外。

8.根据权利要求7所述的液冷板，其特征在于，所述第一进液流道、所述第二进液流道、所述第一出液流道、所述第二出液流道中的至少一者设有至少一个减重孔。

9.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板还包括扰流段，所述扰流段设于所述液冷板在第二方向上远离所述第一进液流道与所述第一出液流道的一侧。

10.一种电池模组，包括权利要求1-9任意一项所述的液冷板，其特征在于，包括多个电芯模组以及模组端板，所述电芯模组底面贴合安装于所述液冷板，所述模组端板设于所述第一液冷流道在第二方向上的两端。