CN219959125U - 一种具有并联式对向流道结构的冷板、电池包及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有并联式对向流道结构的冷板、电池包及汽车，包括冷板体，冷板体的内部设置有至少两组介质流道，每组介质流道至少包括一条正流向流道以及一条反流向流道，至少两组介质流道中的至少两条正流向流道的正流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条正流向流道的正流向出口可通过并联的方式相连通；至少两组介质流道中的至少两条反流向流道的反流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条反流向流道的反流向出口可通过并联的方式相连通。本实用新型采用分解并联的方式，直接把原来两条对向流通到底的流道分解为至少两组，从而能够在冷板体面积不变的情况下，有效缩短每条流道长度。

Description

一种具有并联式对向流道结构的冷板、电池包及汽车

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种具有并联式对向流道结构的冷板、电池包及汽车。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本申请相关的背景信息以方便本领域的技术人员能够更透彻、准确的理解本申请，其并不必然是现有技术。

电池包是电动汽车的核心部件，电池包正常运行时，电池包中的电芯会不断的充电和放电，这是电芯内部就会产生热量，当电芯散热不及时，就会导致电芯温度升高，当温度超过某一临界值时，会对电芯的使用寿命造成损害，同时高温还会导致电芯内部发生副反应，加速电芯的产热速率，进而可能导致热失控现象的出现，所以，电池包的内部还设置有冷板，通过冷板用于为电芯提供散热或者加热作用。

冷板是通过在冷板内部设置流道，并在流道内流通介质而实现散热或者加热作用，主流的流道结构主要为直通道、曲线通道等，当然，也有中国专利公开了一种双向流道电池冷却板(ZL202021138201.5)，安装于动力电池模组两侧以对动力电池模组进行液冷冷却或者导热预热，包括板体，其板体表面设置有第一流道以及第二流道，第一流道和第二流道均为S形流道，且流道在转角位置设置为直角，第一流道和第二流道等间距设置，第一流道的入口在第二流道的出口侧，第一流道的出口在第二流道的入口侧，以保证通过第一流道和第二流道的液冷介质的流向相反。在上述技术方案中，冷却板的内部只设置有两条流道，包括第一流道和第二流道，且第一流道和第二流道是直接在冷却板的内部流通到底，这样的话，会导致第一流道和第二流道的流道长度较长，而流道长度较长本身会存在冷却效率相对较低、冷却板均温性相对较差等问题。

由此可见，如何缩短流道的长度是需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种具有并联式对向流道结构的冷板、电池包及汽车，有效缩短每条流道的长度。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种具有并联式对向流道结构的冷板，包括冷板体，所述冷板体的内部设置有至少两组介质流道，每组所述介质流道至少包括一条正流向流道以及与所述正流向流道相邻设置的一条反流向流道，其中：

至少两组介质流道中的至少两条所述正流向流道的正流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条所述正流向流道的正流向出口可通过并联的方式相连通；

至少两组介质流道中的至少两条所述反流向流道的反流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条所述反流向流道的反流向出口可通过并联的方式相连通。

由此，本实用新型通过设置至少两组介质流道，并在介质流道中设置至少一条正流向流道以及一条反流向流道，同时至少两条正流向流道以及至少两条反流向流道可通过并联的方式相连通。相对于现有直接在冷板体内部采用一条正流向流道以及一条反流向流道流通到底的技术来说，本实用新型采用的是分解并联的方式，直接把原来两条对向流通到底的流道分解为至少两组，而每组流道包括一条正流向流道以及一条反流向流道，从而能够在冷板体面积不变的情况下，有效缩短每条流道的长度，流道的缩短能具有如下优点：其一，能够有效的提高流道自身的冷却效率；其二，流道内部的均温性也相对更好，从而解决了流道内部温差过大的问题，使得冷板体可以采用比液冷和风冷效果更好的直冷方式；其三，有利于提高冷板体两端温度的一致性，进而有利于提高与冷板体相贴合的电芯两端温度的一致性，由此有利于使电芯在使用过程中的整体更趋于均温，因此有利于提高电芯的使用寿命。

在一个实施例中，所述正流向流道整体呈S形，且所述正流向流道至少包括具有正流向进口的第一水平段、与所述第一水平段末端相连的第一竖直段、与所述第一竖直段末端相连的第二水平段、与所述第二水平段末端相连的第二竖直段、与所述第二竖直段末端相连且具有正流向出口的第三水平段；

所述反流向流道整体呈S形，且所述反流向流道至少包括具有反流向出口的第四水平段、与所述第四水平段末端相连的第三竖直段、与所述第三竖直段末端相连的第五水平段、与所述第五水平段末端相连的第四竖直段、与所述第四竖直段末端相连且具有反流向进口的第六水平段。

在一个实施例中，所述第四水平段与所述第一水平段相互平行且相邻设置，所述第三竖直段与所述第一竖直段相互平行且相邻设置，所述第五水平段与所述第二水平段相互平行且相邻设置，所述第四竖直段与所述第二竖直段相互平行且相邻设置，所述第六水平段与所述第三水平段相互平行且相邻设置。

在一个实施例中，所述第四水平段与所述第一水平段相互平行且相互之间设置有第一隔离通道，所述第三竖直段与所述第一竖直段相互平行且相互之间设置有第二隔离通道，所述第五水平段与所述第二水平段相互平行且相互之间设置有第三隔离通道，所述第四竖直段与所述第二竖直段相互平行且相互之间设置有第四隔离通道，所述第六水平段与所述第三水平段相互平行且相互之间设置有第五隔离通道。

在一个实施例中，所述第四水平段、所述第三竖直段以及所述第五水平段之间围合有第一安装空间，所述第一安装空间内设置有第一加热体；

和/或，所述第二水平段、所述第二竖直段以及所述第三水平段之间围合有第二安装空间，所述第二安装空间内设置有第二加热体。

在一个实施例中，所述第一加热体和所述第二加热体均为PTC加热器。

在一个实施例中，所述正流向流道整体呈“一”字形，所述反流向流道整体呈“一”字形，且所述正流向流道与所述反流向流道相互平行设置。

在一个实施例中，所述正流向流道整体呈U形，且所述正流向流道至少包括具有正流向进口的第七水平段、与所述第七水平段末端相连的第五竖直段、与所述第五竖直段末端相连且具有正流向出口的第八水平段；

所述反流向流道整体呈U形，且所述反流向流道至少包括具有反流向进口的第九水平段、与所述第九水平段末端相连的第六竖直段、与所述第六竖直段末端相连且具有反流向出口的第十水平段。

本实用新型还具有一种电池包，包括电芯以及如上述的具有并联式对向流道结构的冷板，所述冷板体与所述电芯相贴合。

本实用新型还具有一种汽车，包括汽车本体以及如上述的电池包，所述电池包设置在所述汽车本体的内部。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实用新型通过设置至少两组介质流道，并在介质流道中设置至少一条正流向流道以及一条反流向流道，同时至少两条正流向流道以及至少两条反流向流道可通过并联的方式相连通。相对于现有直接在冷板体内部采用一条正流向流道以及一条反流向流道流通到底的技术来说，本实用新型采用的是分解并联的方式，直接把原来两条对向流通到底的流道分解为至少两组，而每组流道包括一条正流向流道以及一条反流向流道，从而能够在冷板体面积不变的情况下，有效缩短每条流道的长度；

2、流道的缩短能够有效的提高流道自身的冷却效率；

3、流道的缩短能够使得流道内部的均温性也相对更好，从而解决了流道内部温差过大的问题，使得冷板体可以采用比液冷和风冷效果更好的直冷方式；

4、流道的缩短有利于提高冷板体两端温度的一致性，进而有利于提高与冷板体相贴合的电芯两端温度的一致性，由此有利于使电芯在使用过程中的整体更趋于均温，因此有利于提高电芯的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型具有并联式对向流道结构的冷板的立体结构示意图；

图2为本实用新型具有并联式对向流道结构的冷板的主视角度的结构示意图；

图3为本实用新型具有并联式对向流道结构的冷板的俯视角度的内部结构示意图；

图4为本实用新型具有并联式对向流道结构的冷板的流道走向(示例性)的内部结构示意图；

图5为本实用新型具有并联式对向流道结构的冷板的立体结构示意图。

图中各标号代表如下含义：1、冷板体；2、正流向流道；21、正流向进口；22、正流向出口；23、第一水平段；24、第一竖直段；25、第二水平段；26、第二竖直段；27、第三水平段；3、反流向流道；31、反流向进口；32、反流向出口；33、第四水平段；34、第三竖直段；35、第五水平段；36、第四竖直段；37、第六水平段；4、第一隔离通道；5、第二隔离通道；6、第三隔离通道；7、第四隔离通道；8、第五隔离通道；9、第一安装空间；10、第二安装空间。

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

另需要说明的是，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。

如图1-5所示，本实用新型公开一种具有并联式对向流道结构的冷板，该冷板用于与电芯相贴合，以为电芯提供散热或者加热作用。

具体的，具有并联式对向流道结构的冷板包括冷板体1，冷板体1的内部设置有介质流道，介质流道的内部用于流通散热介质或者加热介质，由此通过散热介质或者加热介质，以为电芯提供散热或者加热作用。进一步的，介质流道设置有至少两组，每组介质流道至少包括一条正流向流道2以及与正流向流道2相邻设置的一条反流向流道3。

其中，每组介质流道至少包括一条正流向流道2，所以至少两组介质流道具有至少两条正流向流道2。进一步的，至少两条正流向流道2的正流向进口21可通过并联的方式相连通，至少两条正流向流道2的正流向出口22可通过并联的方式相连通。

其中，每组介质流道至少包括一条反流向流道3，所以至少两组介质流道具有至少两条反流向流道3。进一步的，至少两条反流向流道3的反流向进口31可通过并联的方式相连通，至少两条反流向流道3的反流向出口32可通过并联的方式相连通。

如此，在本实施例中，每组介质流道包括一条正流向流道2以及一条反流向流道3，在应用上述结构的基础上，冷板体1与电芯相贴合。另外，两条正流向流道2的正流向进口21通过并联的方式相连通，两条正流向流道2的正流向出口22通过并联的方式相连通。使用时，然后通过外部设备输送散热介质或者加热介质(散热介质和加热介质简称为介质)，介质经正流向进口21以及反流向进口31，以进入正流向流道2以及反流向流道3的内部，且介质在正流向流道2以及反流向流道3内的流向相反。如此，以使得正流向流道2中的正流向进口21与反流向流道3中的反流向进口31的温度一致(或者接近一致)，且两条正流向流道2中的正流向进口21的温度一致(或者接近一致)，同时，两条反流向流道3中的反流向进口31的温度一致(或者接近一致)，从而有利于提高设置有进口以及出口的冷板体1的两端温度的一致性，进而有利于提高与冷板体1相贴合的电芯两端温度的一致性，由此有利于使电芯在使用过程中的整体更趋于均温，因此有利于提高电芯的使用寿命。

由此可见，本实用新型通过设置至少两组介质流道，并在介质流道中设置至少一条正流向流道2以及一条反流向流道3，同时至少两条正流向流道2以及至少两条反流向流道3可通过并联的方式相连通。相对于现有直接在冷板体1内部采用一条正流向流道2以及一条反流向流道3流通到底的技术来说，本实用新型采用的是分解并联的方式，直接把原来两条对向流通到底的流道分解为至少两组，而每组流道包括一条正流向流道2以及一条反流向流道3，从而能够在冷板体1面积不变的情况下，有效缩短每条流道的长度，流道的缩短能具有如下优点：其一，能够有效的提高流道自身的冷却效率；其二，流道内部的均温性也相对更好，从而解决了流道内部温差过大的问题，使得冷板体1可以采用比液冷和风冷效果更好的直冷方式；其三，有利于提高冷板体1两端温度的一致性，进而有利于提高与冷板体1相贴合的电芯两端温度的一致性，由此有利于使电芯在使用过程中的整体更趋于均温，因此有利于提高电芯的使用寿命。

其中，在实际应用中，每组介质流道用于为一块电芯对应设置，如此，两组介质流道可与两块电芯对应设置，因此，当介质流道数量设置更多时，则可与更多的电芯对应设置。

其中，正流向流道2以及反流向流道3的形状设置具有多种方式。

例如，在一个实施例中，正流向流道整体呈“一”字形，反流向流道整体呈“一”字形，且正流向流道与反流向流道相互平行设置，其流道结构简单，便于加工。

当然，在另一个实施例中，正流向流道整体呈“U”形，反流向流道整体呈“U”形。具体的，正流向流道至少包括具有正流向进口的第七水平段、与第七水平段远离正流向进口的一末端相连的第五竖直段、以及与第五竖直段远离第七水平段的一末端相连的第八水平段，第八水平段具有正流向出口。另外，反流向流道至少包括具有反流向进口的第九水平段、与第九水平段远离反流向进口的一末端相连的第六竖直段、以及与第六竖直段远离第九水平段的一末端相连的第十水平段，第十水平段具有反流向出口。正流向流道以及反流向流道采用“U”形，相对于“一”字形结构，其流道长度相对更长，由此介质与电芯之间的热量交换时间更长，从而实现更好的散热或者加热效果。

当然，在一个较优的实施例中，正流向流道2整体呈“S”形，反流向流道3整体呈“S”形。具体的，正流向流道2至少包括具有正流向进口21的第一水平段23、与第一水平段23远离正流向进口21的一末端相连的第一竖直段24、与第一竖直段24远离第一水平段23的一末端相连的第二水平段25、与第二水平段25远离第一竖直段24的一末端相连的第二竖直段26、以及与第二竖直段26远离第二水平段25的一末端相连的第三水平段27，第三水平段27具有正流向出口22。另外，反流向流道3至少包括具有反流向出口32的第四水平段33、与第四水平段33远离反流向进口31的一末端相连的第三竖直段34、与第三竖直段34远离第四水平段33的一末端相连的第五水平段35、与第五水平段35远离第三竖直段34的一末端相连的第四竖直段36、与第四竖直段36远离第五水平段35的一末端相连且第六水平段37，第六水平段37具有反流向进口31。正流向流道2以及反流向流道3采用“S”形，相对于“U”字形结构，其流道长度相对更长，由此介质与电芯之间的热量交换时间更长，从而实现更好的散热或者加热效果。

其中，在一个实施例中，第四水平段33与第一水平段23相互平行，且第四水平段33与第一水平段23相互之间设置有第一隔离通道4，第三竖直段34与第一竖直段24相互平行，且第三竖直段34与第一竖直段24相互之间设置有第二隔离通道5，第五水平段35与第二水平段25相互平行，且第五水平段35与第二水平段25相互之间设置有第三隔离通道6，第四竖直段36与第二竖直段26相互平行，且第四竖直段36与第二竖直段26相互之间设置有第四隔离通道7，第六水平段37与第三水平段27相互平行，且第六水平段37与第三水平段27相互之间设置有第五隔离通道8。也即，正流向流道2与反流向流道3整体为嵌套式的邻近设置；同时，正流向流道2与反流向流道3，以通过第一隔离通道4、第二隔离通道5、第三隔离通道6、第四隔离通道7以及第五隔离通道8，实现正流向流道2与反流向流道3之间的隔离，从而避免或者减少正流向流道2与反流向流道3相互之间的热量交换。

其中，在一个较优的实施例中，第四水平段33与第一水平段23相互平行，且第四水平段33与第一水平段23相邻设置，第三竖直段34与第一竖直段24相互平行，且第三竖直段34与第一竖直段24相邻设置，第五水平段35与第二水平段25相互平行，且第五水平段35与第二水平段25相邻设置，第四竖直段36与第二竖直段26相互平行，且第四竖直段36与第二竖直段26相邻设置，第六水平段37与第三水平段27相互平行，且第六水平段37与第三水平段27相邻设置。同理的，正流向流道2与反流向流道3整体为嵌套式的相贴设置，也即，正流向流道2与反流向流道3之间没有设置隔离通道，而是直接相贴设置。相对设置了隔离通道来说，不设置隔离通道可以避免隔离通道对于冷板体1内部空间的占用，从而使得正流向流道2以及反流向流道3的流道可以设置成更大更宽敞，进而实现更大的导热面积，与此同时，正流向流道2与反流向流道3由于相贴设置，所以正流向流道2与反流向流道3相互之间可以实现热量交换，从而使得冷板体1内部的流道之间的温度差别相对较小，其一致性更好，从而有利于提高冷板体1内部温度的一致性，进而有利于提高与冷板体1相贴合的电芯温度的一致性，由此有利于使电芯在使用过程中的整体更趋于均温，因此有利于提高电芯的使用寿命。

其中，第四水平段33、第三竖直段34以及第五水平段35之间围合有第一安装空间9，第一安装空间9内设置有第一加热体；和/或，第二水平段25、第二竖直段26以及第三水平段27之间围合有第二安装空间10，第二安装空间10内设置有第二加热体。也即，可以在第一安装空间9设置有第一加热体；或者，可以在第二安装空间10设置有第二加热体；又或者，可以在第一安装空间9设置有第一加热体的同时，在第二安装空间10设置有第二加热体。采用上述结构，可以通过加热体(第一加热体和/或第二加热体)实现冷板体1的加热功能，由此解决直冷时，冷板体1难以加热的问题，使得冷板体1可以直接采用直冷的方式进行散热，并采用加热体的方式进行加热。另外，通过设置的加热体，能够更加好的利用“S”形流道之间的间隙，从而有利于提高对冷板体1内部空间的利用率。

具体的，第一加热体和第二加热体均为PTC加热器，采用PTC加热器其具有发热迅速、热效高以及易于购买的优点。

本实用新型还具有一种电池包，包括电芯以及如上述的具有并联式对向流道结构的冷板，冷板体1与电芯相贴合，冷板体1以为电芯提供散热或者加热作用。

本实用新型还具有一种汽车，具体的，为电动汽车。汽车包括汽车本体以及如上述的电池包，电池包设置在汽车本体的内部，以为汽车本体供电。

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)

1.一种具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，包括冷板体，所述冷板体的内部设置有至少两组介质流道，每组所述介质流道至少包括一条正流向流道以及与所述正流向流道相邻设置的一条反流向流道，其中：

至少两组介质流道中的至少两条所述正流向流道的正流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条所述正流向流道的正流向出口可通过并联的方式相连通；

至少两组介质流道中的至少两条所述反流向流道的反流向进口可通过并联的方式相连通，至少两组介质流道中的至少两条所述反流向流道的反流向出口可通过并联的方式相连通。

2.根据权利要求1所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述正流向流道整体呈S形，且所述正流向流道至少包括具有正流向进口的第一水平段、与所述第一水平段末端相连的第一竖直段、与所述第一竖直段末端相连的第二水平段、与所述第二水平段末端相连的第二竖直段、与所述第二竖直段末端相连且具有正流向出口的第三水平段；

所述反流向流道整体呈S形，且所述反流向流道至少包括具有反流向出口的第四水平段、与所述第四水平段末端相连的第三竖直段、与所述第三竖直段末端相连的第五水平段、与所述第五水平段末端相连的第四竖直段、与所述第四竖直段末端相连且具有反流向进口的第六水平段。

3.根据权利要求2所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述第四水平段与所述第一水平段相互平行且相邻设置，所述第三竖直段与所述第一竖直段相互平行且相邻设置，所述第五水平段与所述第二水平段相互平行且相邻设置，所述第四竖直段与所述第二竖直段相互平行且相邻设置，所述第六水平段与所述第三水平段相互平行且相邻设置。

4.根据权利要求2所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述第四水平段与所述第一水平段相互平行且相互之间设置有第一隔离通道，所述第三竖直段与所述第一竖直段相互平行且相互之间设置有第二隔离通道，所述第五水平段与所述第二水平段相互平行且相互之间设置有第三隔离通道，所述第四竖直段与所述第二竖直段相互平行且相互之间设置有第四隔离通道，所述第六水平段与所述第三水平段相互平行且相互之间设置有第五隔离通道。

5.根据权利要求2所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述第四水平段、所述第三竖直段以及所述第五水平段之间围合有第一安装空间，所述第一安装空间内设置有第一加热体；

和/或，所述第二水平段、所述第二竖直段以及所述第三水平段之间围合有第二安装空间，所述第二安装空间内设置有第二加热体。

6.根据权利要求5所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述第一加热体和所述第二加热体均为PTC加热器。

7.根据权利要求1所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述正流向流道整体呈“一”字形，所述反流向流道整体呈“一”字形，且所述正流向流道与所述反流向流道相互平行设置。

8.根据权利要求1所述的具有并联式对向流道结构的冷板，其特征在于，所述正流向流道整体呈U形，且所述正流向流道至少包括具有正流向进口的第七水平段、与所述第七水平段末端相连的第五竖直段、与所述第五竖直段末端相连且具有正流向出口的第八水平段；

所述反流向流道整体呈U形，且所述反流向流道至少包括具有反流向进口的第九水平段、与所述第九水平段末端相连的第六竖直段、与所述第六竖直段末端相连且具有反流向出口的第十水平段。

9.一种电池包，其特征在于，包括电芯以及如权利要求1-8中任一项所述的具有并联式对向流道结构的冷板，所述冷板体与所述电芯相贴合。

10.一种汽车，其特征在于，包括汽车本体以及如权利要求9中所述的电池包，所述电池包设置在所述汽车本体的内部。