CN220041987U - 一种电池液冷板和电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池液冷板和电池包，涉及电池散热技术领域。该电池液冷板设置于电芯的侧面对电芯进行冷却，电池液冷板包括集流水室、冷板和集流转向室，冷板具有多条流道，流道的一端与集流水室连通，流道的另一端与集流转向室连通，集流水室内设置有隔板，隔板将集流水室分为进水腔和出水腔，集流水室上的同一侧设置有与进水腔连通的进水接头和与出水腔连通的出水接头，冷板由多个凸面和多个凹面交替连接形成波浪形，凸面和凹面与电芯的侧面相匹配。本实用新型可以减小电池液冷板的集流水室一端的体积，进而改善了侧边空间小而缺少水管接头插拔空间的问题。同时其与电芯的接触面积更大，更有利于热传递，传热效果更佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池散热技术领域，具体而言，涉及一种电池液冷板和电池包。
背景技术
液冷板是指在动力电池系统中，能够通过与电池或者模组接触以实现将电池工作产生多余热量进行传递，最终液冷板内部流道中通过的冷却液带走的结构件。
圆柱电芯的冷却一般采用侧面冷却，通过液冷板与电芯圆柱的侧面部分贴合，在液冷板中通入冷却液对电芯进行冷却。液冷板在其集流室的两侧同一水平面上分别设置有进水接头和出水接头。在圆柱电芯的排布过程中，由于电池包络空间的限制，为了布置更多的电量，通过在靠近电池包两侧的模块电芯的排布数量为奇数，因此会存在一块液冷板会靠近电池包络的侧边，此时，液冷板上的进水接头或出水接头会抵靠于电池包络的侧边，从而导致侧边的空间太小，水管接头插拔空间减小。即便采取将液冷板向中间移动的方式，依然存在液冷板会靠近电池包络中部的横梁，也会导致水管接头的插拔空间减小。
鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电池液冷板和电池包，其能够改善圆柱电芯模块奇数排列造成的箱体两侧边空间不足的问题。
本实用新型的实施例是这样实现的：
第一方面，本实用新型提供一种电池液冷板，其设置于电芯的侧面对所述电芯进行冷却，所述电池液冷板包括集流水室、冷板和集流转向室，所述冷板具有多条流道，所述流道的一端与所述集流水室连通，所述流道的另一端与所述集流转向室连通，所述集流水室内设置有隔板，所述隔板将所述集流水室分为进水腔和出水腔，所述集流水室上的同一侧设置有与所述进水腔连通的进水接头和与所述出水腔连通的出水接头，所述冷板具有多个凸面和多个凹面，多个所述凸面和多个所述凹面交替连接形成波浪形，所述凸面和所述凹面与所述电芯的侧面相匹配。
在可选的实施方式中，所述集流转向室的宽度与所述集流转向室的厚度的比值为1.8-4。
在可选的实施方式中，所述集流转向室的宽度为7-15mm。
在可选的实施方式中，所述集流转向室的宽度为10-12mm。
在可选的实施方式中，所述集流转向室的厚度与所述冷板的整体厚度之比在1.5～2.2之间。
在可选的实施方式中，所述冷板的壁厚为0.3-0.5mm，所述冷板的整体厚度为2.6-5mm。
在可选的实施方式中，所述冷板的材质为金属材料或非金属材料，所述金属材料包括铝合金或铜，所述非金属材料包括塑料。
在可选的实施方式中，所述冷板的表面喷涂有绝缘涂层，所述绝缘涂层的厚度与所述冷板的壁厚比值在0.05～0.15之间。
第二方面，本实用新型提供一种电池包，其包括电芯组以及如前述实施方式任一项所述的电池液冷板，所述电芯组包括多个陈列排布的单体电芯，所述电池液冷板插设于所述单体电芯的侧面。
在可选的实施方式中，所述电池包设置有用于连接所述电池液冷板与所述单体电芯的结构胶，所述结构胶的导热系数≥0.2W/(m*k)。
本实用新型实施例的有益效果是：
本实用新型提供的电池液冷板通过将进水接头和出水接头设置于集流水室的同一侧，可以减小电池液冷板的集流水室一端的体积，使得在靠近电池包两侧的模块电芯的排布数量为奇数的情况下，冷板靠近电池包络的侧边，但液冷板上的进水接头或出水接头可设置于集流水室远离电池包络的侧边的一侧上，进而改善了侧边空间小而缺少水管接头插拔空间的问题。同时本实用新型中冷板成波浪形，波浪形的设置相较于直板的设置其与电芯的接触面积更大，更有利于热传递，传热效果更佳。包括有本实用新型提供的电池液冷板的电池包具有更佳的排布，且水管插头拔插空间充足。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例提供的电池液冷板在第一视角下的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的电池液冷板在第二视角下的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的电池液冷板与电芯配合时的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的电池液冷板中流道压降与集流转向室宽度之间的曲线关系图；
图5为本实用新型实施例提供的电池液冷板、电芯和进出水系统配合时的结构示意图。
图标：100-电池液冷板；
110-集流水室；111-隔板；112-进水腔；113-出水腔；114-进水接头；115-出水接头；
120-冷板；121-流道；122-凸面；123-凹面；
130-集流转向室；W-集流转向室宽度；T-集流转向室厚度；
200-电芯；
300-进出水系统；301-进水口；302-出水口；303-进水管路总成；304-出水管路总成。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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。
第一实施例
请参照图1、图2和图3，本实施例提供一种电池液冷板100，其设置于电芯200的侧面对电芯200进行冷却，电池液冷板100包括集流水室110、冷板120和集流转向室130。
集流水室110内设置有隔板111，隔板111将集流水室110分为进水腔112和出水腔113，集流水室110上的同一侧设置有与进水腔112连通的进水接头114和与出水腔113连通的出水接头115。本实施例中将进水接头114和出水接头115设置于集流水室110的同一侧，相较于进水接头114和出水接头115设置于集流水室110的两侧同一水平面上的设置而言，本实施例可以减小电池液冷板100的集流水室110一端的体积，使得在靠近电池包两侧的模块电芯200的排布数量为奇数的情况下，冷板120靠近电池包络的侧边，但液冷板120上的进水接头114或出水接头115可设置于集流水室110远离电池包络的侧边的一侧上，进而改善了侧边空间小而缺少水管接头插拔空间的问题。
本实施例中，进水接头114和出水接头115的设置角度可以与冷板120长度方向呈一定的夹角，例如0-90°，优选地，本实施例中，进水接头114和出水接头115的设置角度与冷板120长度方向垂直，此时，进水接头114和出水接头115的轴线方向与冷板120的长度方向保持一致。
冷板120具有多条流道121，流道121的安装方向为冷板120的长度方向，流道121的一端与集流水室110连通，流道121的另一端与集流转向室130连通，冷板120具有多个凸面122和多个凹面123，多个凸面122和多个凹面123交替连接形成波浪形，凸面122和凹面123与电芯200的侧面相匹配。波浪形的设置相较于直板的设置其与电芯200的接触面积更大，更有利于热传递。
冷板120的壁厚为0.3-0.5mm，冷板120的整体厚度为2.6-5mm。冷板120的材质为金属材料或非金属材料，金属材料包括铝合金或铜，非金属材料包括塑料。冷板120的表面喷涂有绝缘涂层(图未示)，绝缘涂层的厚度与冷板120的壁厚比值在0.05～0.15之间。常规情况下，冷板120的材质要求为导热效果和散热效果良好的材料，通常选择铝合金或铜作为制作冷板120的材料。而本实用新型中冷板120的壁厚和整体厚度较低，使得冷板120的材料可以有多种选择，例如除了金属材料外还可以选择非金属材料，例如塑料等等，虽然塑料的导热效果显著差于铝合金或铜，但是由于本实用新型冷板120的厚度较小，即便采用塑料等非金属材料进行导热，其依然可以获得良好的导热效果。同时，塑料相较于刚性的铝合金或铜而言还具有一定的柔性，该柔性的材料可以在电芯200发生径向形变时，对电芯200起到更好的包容效果。
集流转向室130用于将从进水接头114内进入的冷却液，经冷板120换热后进入集流转向室130，并在该集流转向室130内改变方向，向出口方向流出。本实施例中，集流转向室130大致为薄板状，其长度方向与冷板120的长度方向垂直，其宽度方向与冷板120的长度方向保持一致，而厚度方向与冷板120的厚度方向保持一致。本实施例中，集流转向室宽度W大小会影响到单根流道内冷却液流动的阻力。因此选取合适的值变得非常的关键。流道流阻与集流转向室130的宽度存在一定的关系，在冷板本体长度一定的情况下，经研究其关系满足如下式P＝1.337×105×W-2.54+2038，其中P为流道的压降，W为集流转向室宽度W。具体压降与宽度的曲线关系如图4所示。从上图可以看出，当集流转向室宽度W超过10mm后，压降P随W的增加已经降低的不明显，因此可基于系统压降和设计空间综合选取一个值。本实施例中，集流转向室宽度W为7-15mm，进一步地，集流转向室宽度W优选为10-12mm。集流转向室宽度W与集流转向室厚度T的比值为1.8-4。集流转向室厚度T与冷板120的整体厚度之比在1.5～2.2之间。
电池液冷板100的工作原理是：本实施例通过将进水接头114和出水接头115设置于集流水室110的同一侧，可以减小电池液冷板100的集流水室110一端的体积，使得在靠近电池包两侧的模块电芯200的排布数量为奇数的情况下，冷板120靠近电池包络的侧边，但液冷板120上的进水接头114或出水接头115可设置于集流水室110远离电池包络的侧边的一侧上，进而改善了侧边空间小而缺少水管接头插拔空间的问题。同时本实用新型中冷板120成波浪形，波浪形的设置相较于直板的设置其与电芯200的接触面积更大，更有利于热传递，传热效果更佳。并且本实用新型中还限定了冷板120的多种材质的选择，扩大了冷板120的材料的适用范围。而集流转向室宽度W和厚度的选择，使得本实施例的电池液冷板100中冷却液流动阻力在一个合适范围内，且压降也在一个合适范围内，最终获得的电池液冷板100压降分布合理，性能佳。
此外，本实施例提供了一种电池包，其包括电芯200组以及第一实施例的电池液冷板100，电芯200组包括多个陈列排布的单体电芯200，电池液冷板100插设于单体电芯200的侧面。电池包设置有用于连接电池液冷板100与单体电芯200的结构胶，结构胶的导热系数≥0.2W/(m*k)。
进一步地，请参阅图5，本实施例还提供了电池包中电池液冷板100的进出水系300，该进出水系统300包括进水口301、出水口302、进水管路总成303和出水管路总成304，进水口301与进水管路总成303连通，多个电池液冷板100的进水接头114均与进水管路总成303连通，出水口302与出水管路总成304连通，多个电池液冷板100的出水接头115均与出水管路总成304连通。
综上所述，本实用新型提供的电池液冷板100通过将进水接头114和出水接头115设置于集流水室110的同一侧，可以减小电池液冷板100的集流水室110一端的体积，使得在靠近电池包两侧的模块电芯200的排布数量为奇数的情况下，冷板120靠近电池包络的侧边，但液冷板120上的进水接头114或出水接头115可设置于集流水室110远离电池包络的侧边的一侧上，进而改善了侧边空间小而缺少水管接头插拔空间的问题。同时本实用新型中冷板120成波浪形，波浪形的设置相较于直板的设置其与电芯200的接触面积更大，更有利于热传递，传热效果更佳。包括有本实用新型提供的电池液冷板100的电池包具有更佳的排布，且水管插头拔插空间充足。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池液冷板，其设置于电芯的侧面对所述电芯进行冷却，其特征在于，所述电池液冷板包括集流水室、冷板和集流转向室，所述冷板具有多条流道，所述流道的一端与所述集流水室连通，所述流道的另一端与所述集流转向室连通，所述集流水室内设置有隔板，所述隔板将所述集流水室分为进水腔和出水腔，所述集流水室上的同一侧设置有与所述进水腔连通的进水接头和与所述出水腔连通的出水接头，所述冷板具有多个凸面和多个凹面，多个所述凸面和多个所述凹面交替连接形成波浪形，所述凸面和所述凹面与所述电芯的侧面相匹配。
2.根据权利要求1所述的电池液冷板，其特征在于，所述集流转向室的宽度与所述集流转向室的厚度的比值为1.8-4。
3.根据权利要求2所述的电池液冷板，其特征在于，所述集流转向室的宽度为7-15mm。
4.根据权利要求2所述的电池液冷板，其特征在于，所述集流转向室的宽度为10-12mm。
5.根据权利要求2所述的电池液冷板，其特征在于，所述集流转向室的厚度与所述冷板的整体厚度之比在1.5～2.2之间。
6.根据权利要求1所述的电池液冷板，其特征在于，所述冷板的壁厚为0.3-0.5mm，所述冷板的整体厚度为2.6～5mm。
7.根据权利要求6所述的电池液冷板，其特征在于，所述冷板的材质为金属材料或非金属材料，所述金属材料包括铝合金或铜，所述非金属材料包括塑料。
8.根据权利要求3所述的电池液冷板，其特征在于，所述冷板的表面喷涂有绝缘涂层，所述绝缘涂层的厚度与所述冷板的壁厚比值在0.05～0.15之间。
9.一种电池包，其特征在于，其包括电芯组以及如权利要求1-8任一项所述的电池液冷板，所述电芯组包括多个陈列排布的单体电芯，所述电池液冷板插设于所述单体电芯的侧面。
10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电池包设置有用于连接所述电池液冷板与所述单体电芯的结构胶，所述结构胶的导热系数≥0.2W/(m*k)。
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