CN220065833U - 一种换热板以及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种换热板以及电池包，涉及电池领域，其包括用于换热介质流动的换热板流道，所述换热板流道包括交汇区以及至少两个分流区；其中，所述交汇区位于相邻两个所述分流区之间，所述交汇区用于混合从一个所述分流区流向另一个所述分流区中的换热介质；与所述交汇区相邻的两个所述分流区分别用于与两个电池组一一对应。本申请通过交汇区混合换热介质，具有均衡换热板不同区域的冷却效果。

Description

一种换热板以及电池包

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其是涉及一种换热板以及电池包。

背景技术

目前电池包包括单体电池、热管理系统、电气系统、电池管理系统以及结构件。

热管理系统能提高电池包中单体电池间的温度一致性，减少单体电池间的温度不均衡而使单体电池的不一致性增大，从而提高电池的使用寿命。

电池热管理系统包括换热板，换热板上具有通道，换热介质流过通道能带走换热板上的热量，对电池包中的单体电池进行温度控制。

实用新型内容

本申请提供一种换热板以及电池包，能均衡换热板不同区域的冷却效果。

本申请提供了一种换热板，包括用于换热介质流动的换热板流道，所述换热板流道包括交汇区以及至少两个分流区；其中，所述交汇区位于相邻两个所述分流区之间，所述交汇区用于混合从一个所述分流区流向另一个所述分流区中的换热介质；与所述交汇区相邻的两个所述分流区分别用于与两个电池组一一对应。

在上述技术方案中，换热介质在换热板流道中的一个分流区流动一段时间后，分流区中不同区域的换热介质温差增大，分流区中的换热介质进入交汇区进行混合，使换热介质的温差趋近一致，使得从交汇区进入下一分流区中的换热介质温度基本一致，能使下一分流区中的换热介质吸热更加均衡，两个分流区与两个电池组一一对应，能使得分流区对电池组的冷却具有更好的一致性。

本申请还提供了一种电池包，包括换热板。

在上述技术方案中，换热板能对电池包中的单体电池进行均匀的降温，使电池包的中的单体电池的温度具有较高的一致性，延长单体电池的使用寿命。

附图说明

图1是一种实施例中电池组放置在换热板上的结构示意图；

图2是一种实施例中换热板的剖面结构示意图；

图3是一种实施例中交汇区与分流区沿第一方向分布的结构示意图；

图4是一种实施例中交汇区与分流区的结构示意图。

1、换热板流道；2、交汇区；21、交汇通道；3、分流区；31、分流通道；4、电池组；5、连接孔；6、流道板；7、平板。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，本申请实施例公开一种换热板，换热板用在电池包中，电池包包括多个电池组4，电池组4包括多个单体电池，换热板对单体电池进行温度调节。一般情况下，换热板带走单体电池产生的热量，对单体电池降温。某些情况下，换热板能对单体电池加热。本实施例以换热板对单体电池降温为例进行说明。

参照图2，换热板包括平板7以及流道板6，平板7与流道板6沿厚度方向堆叠，平板7与流道板6之间钎焊固定。流道板6上设置有连通的图案形的凹陷，本实施例中，流道板6上的凹陷使用板件冲压成形。

平板7以及流道板6在本实施例中均为单个板件，在其它一实施例中，平板7使用多个板件拼接固定形成，流道板6使用多个板件拼接固定形成。

换热板包括换热板流道1，换热板流道1为流道板6上的凹陷与平板7形成的封闭空间，换热板上设置有进液口以及出液口，进液口以及出液口在附图中未显示。一定温度的换热介质从进液口进入换热板流道1，换热介质吸收单体电池的热量后，从出液口流出换热板流道1。

参照图1，本实施例中，电池包包括多个电池组4，电池组4包括多个单体电池，电池包包括的电池组4的数量以八个为例进行说明，电池组4中包括的电池数量包括十个单体电池为例进行说明。

示例性的，一个电池组4为电池模组，电池模组为使用十个单体电池组4成模组后，将八个电池模组安装在电池包的外壳中。

在其它一实施例中，电池组4也为十个电池组4成的一组电池，一组电池中的电池状态具有较高的一致性，将八十个单体电池直接安装在电池包的外壳中，并将八十个单体电池分成八组。

参照图1，为便于说明，定义相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，其中第一方向为换热板流道1的宽度方向，第二方向为换热板流道1的长度方向，也是换热板流道的延伸方向，第三方向为换热板的厚度方向。在附图中，第一方向表示为X方向，第二方向表示为Y方向，第三方向表示为Z方向。

本实施例中以电池组4在换热板表面沿第一方向以及第二方向阵列设置为例进行说明；电池组4沿第一方向依次设置四个，沿第二方向依次设置两个。

参照图3，换热板流道1包括交汇区2以及至少两个分流区3。交汇区2位于相邻两个分流区3之间，交汇区2用于混合从一个分流区3流向另一个分流区3中的换热介质。与交汇区2相邻的两个分流区3分别用于与两个电池组4一一对应。

具体的，换热板流道1包括交汇区2以及两个分流区3，交汇区2位于两个分流区3之间，交汇区2位于换热板沿第二方向的中间位置。附图中，交汇区2使用点画线线框进行示意性的表示，分流区3使用虚线线框进行示意性的表示。

在本实施例中，一个换热板流道1中的两个分流区3分别与沿第二方向相邻的两个电池组4沿第三方向一一对应，示例性的，两个分流区3与两个电池组4沿第二方向全部对应，即两个分流区3沿第二方向的投影分别一一对应的位于两个电池组4上。可选的，两个分流区与两个电池组4沿第二方向部分对应，即分流区3沿第二方向的投影部分位于一个电池组4上，部分位于另一个电池组4上，分流区3沿第二方向的投影可位于沿第一方向相邻的两个电池组4或沿第二方向相邻的两个电池组4上。

同一电池组4中的单体电池温度基本一致，且调控电池包内单体电池的温度时，一般以电池组4为单位进行调控，因此将两个分流区3与两个电池组4一一对应，便于调控同一电池组4中的单体电池的温度。

换热介质进入一个分流区3后，换热介质在分流区3流动过程中吸收沿第三方向对应的单体电池的热量，换热介质在分流区3中沿第二方向流动一段距离后，分流区3中的沿第一方向的不同区域的换热介质的温差逐渐增大，分流区3中的换热介质进入交汇区2后，换热介质在交汇区2混合，换热介质温度基本一致后，再流向下一个分流区3，换热介质能对下一个分流区3沿第三方向对应的单体电池的热量的均匀吸收，提高电池包中单体电池之间温度的一致性；

两个分流区3分别用于与两个电池组4一一对应，能使换热介质吸收一个电池组4的热量后，在交汇区2进行混合，再流动到下一个电池组4对应的分流区3中，实现对下一个电池组4的冷却，换热介质对下一个电池组4的单体电池的冷却效果一致性较高。

在其它一实施例中，同一换热板流道1中，分流区3沿第二方向间隔设置有三个，交汇区2沿第二方向间隔设置有两个，两个交汇区2位于沿第二方向相邻的两个分流区3之间。分流区3以及交汇区2沿第二方向设置的数量以及位置可根据设计需要确定。

在其它一实施例中，换热板沿第二方向设置有三个电池组4，一个换热板流道1包括三个分流区3以及两个交汇区2。两个交汇区2位于第二方向设置的三个电池组4中间的一个电池组4的下方；一个分流区3与沿第二方向相邻的两个电池组4沿第三方向对应。

参照图3，作为一个可选方案，交汇区2位于沿第二方向相邻的两个电池组4之间。

交汇区2与电池组4对应的接触面积越小，在交汇区2处混合的不同温度的换热介质与电池组4之间的传热越少。

参照图4，作为一个可选方案，交汇区2包括若干交汇通道21，分流区3包括若干分流通道31，交汇通道21的数量小于等于分流通道31的数量。

具体的，同一换热板流道1中，交汇区2包括N个交汇通道21，分流区3包括M个分流通道31，且N小于等于M。示例性的，N为2，M为3。可选的，N为1，M为2；或N为1，M为3；或N为3，M为4。

相邻两个交汇通道21沿第一方向间隔设置，相邻两个分流通道31沿第一方向间隔设置。

本实施例中，换热板流道1具有多个，同一换热板上，不同换热板流道1可以具有不同数量的交汇通道21以及分流通道31。示例性的，其中一个换热板流道1具有2个交汇通道21，3个分流通道31；其中一个换热板流道1具有1个交汇通道21，2个分流通道31。

生产时，在流道板6上设置对应图案的凹槽，流道板6与平板7焊接后，流道板6上的凹槽部分对应的为交汇通道21或分流通道31。

交汇通道21的数量小于等于分流通道31的数量，能使不同的分流通道31中的换热介质能流入一个交汇通道21内进行混合，以便使换热介质在交汇区2进行混合，使换热介质的温度趋于一致。

参照图4，作为一个可选方案，交汇通道21的位置与分流通道31的位置沿第一方向错位。

具体的，同一换热板流道1中的两个分流通道31沿第一方向间隔设置，沿第一方向，交汇通道21位于相邻的两个分流通道31之间。

换热介质在换热板流道1中流动时，其中一个交汇区2的分流通道31中的换热介质沿第二方向流动进入交汇通道21，换热介质在交汇通道21内沿第二方向流动进入另一个交汇区2的分流通道31。

交汇通道21与分流通道31沿第一方向错位后，换热介质在分流通道31与交汇通道21连接处流动时会发生紊流，使不同温度的换热介质混合更加均匀，提高换热介质在交汇区2的换热效果。

参照图4，作为一个可选方案，交汇区2的最小宽度大于等于分流区3的最小宽度，交汇区2的最小宽度不大于50mm。

具体的，交汇区2的最小宽度为50㎜，可选的，交汇区2的最小宽度为5、10、13、18、22、29、31、36、42或48㎜。

交汇区2的最小宽度为交汇区2的横截面中沿第一方向的尺寸之和的最小值，本实施例中为交汇通道21沿第一方向的尺寸之和。

交汇区2的宽度大于等于分流区3的宽度，能避免换热介质流经交汇区2时，由于宽度减小造成的压力过大，造成交汇区2的变形或流道板6与平板7之间出现间隙，影响换热介质在换热板流道1中的流动。

交汇区2的宽度需要小于设定值，以减少由于交汇区2宽度过大，降低换热介质在交汇区2进行的混合程度。

当流道板6与平板7焊接完成后，会向换热板流道1中通入带有压力的气体，检测流道板6与换热板之间的焊接质量是否满足设计要求。当交汇区2宽度过大时，向换热板流道1中通入带有压力的气体时，可能会造成流道板6在交汇区2产生变形。

参照图3，作为一个可选方案，换热板流道1沿第一方向排列设置有多个，第一方向为换热板流道1的宽度方向。

具体的，沿第一方向排列的不同换热板流道1的数量以及每个换热板流道1的尺寸可根据设计需要确定。示例性的，换热板流道1沿第一方向排列设置有八个。八个换热板流道1分成四组，每组具有两个换热板流道1，每两个换热板流道1沿第三方向与两个电池组4对应，对电池组4进行温度控制，其中，两个电池组4为沿第二方向相邻的两个电池组4。

在其它一实施例中，一个换热板流道1沿第一方向的一部分可与一个电池组4对应，另一部分可与另一个电池组4对应。

多个换热板流道1的设置能对换热板上的电池组4进行降温，使不同的电池组4温度趋近一致。

参照图3，作为一个可选方案，靠近换热板边缘的交汇区2的长度、沿第一方向朝向换热板中间的所述交汇区2的长度逐渐减小。

具体的，交汇区2的长度为交汇区2沿第二方向的尺寸。多个交汇区2中，在换热板沿第一方向中间的交汇区2的长度最小，在换热板沿第一方向两端的交汇区2的长度最大。示例性的，八个换热板流道1沿换热板第一方向的中间对称分布。换热板沿第一方向从中间到两端的八个交汇区2中，四个交互区的长度沿第一方向从中间到端部的长度阶梯增大。

位于换热板上的单体电池中，不使用换热板散热时，单体电池越靠近换热板外侧，相邻两个单体电池之间越容易产生较大温差。交汇区2沿第二方向的长度越大，换热介质在交汇区2流动的路径越长，换热介质的温度越趋近一致。

交汇区2长度从换热板沿第一方向的中间向外增大，能使得在换热板外侧的电池组4对应的分流区3中温差较大的换热介质能在交汇区2更加均匀的混合，使换热介质的温度趋近一致，从交汇区2流到下个分流区3后，换热介质对电池组4降温的一致性提高。

参照图3，作为一个可选方案，换热板上设置有进液口，进液口位于换热板沿第一方向的中间。

具体的，靠近换热板边缘的交汇区2的长度、沿第一方向朝向换热板中间的交汇区2的长度逐渐减小时，进液口位于换热板沿第一方向的中间。

进液口位于换热管板沿第一方向的中间，沿第一方向与进液口距离最小的换热板流道1中换热介质的流动速度最大，沿第一方向与进液口距离最大的换热板流道1中换热介质的流动速度逐渐减小。多个换热板流道1中换热介质的流动速度的关系为，靠近换热板边缘的换热板流道1中换热介质的流动速度，沿第一方向朝向换热板中间的换热板流道1中换热介质的流动速度逐渐增大。当多个换热板流道1的横截面相同时，换热介质流速的关系也是换热介质流量的关系。

换热介质的流动速度越慢，换热介质吸收的热量越多；换热介质的流动速度越快，换热介质吸收的热量越少。沿第一方向靠近换热板边缘的换热板流道1中，换热介质的流动速度最慢，此时交汇区2的长度最长，在分流区3中流动的换热介质温差最大，此时交汇区2的长度最长，能更好的实现分流区3中流动的换热介质的热交换。使进入下一个分流区3中的换热介质的温度具有更高的一致性。

在其它一实施例中，进液口位于换热板沿第一方向的两端中的任一位置，或进液口根据设计需要位于换热板的其它位置。进液口也可设置有两个，两个进液口分别一一对应的位于热板沿第一方向的两端。

参照图3，作为一个可选方案，沿第一方向，相邻的两个交汇区2之间的间隔大于相邻两个分流区3之间的间隔。

具体的，同一换热板流道1中，交汇区2沿第一方向的两端位于分流区3沿第一方向的两端之间。

交汇区2位于换热板沿第二方向的中间，沿第一方向相邻的两个交汇区2之间的间隔较大，便于使用连接件进行换热板沿第二方向的中间与其它结构件之间固定连接。

在其它一实施例中，同一换热板流道1中，交汇区2沿第一方向的一端与分流区3沿第一方向的一端平齐。或同一换热板流道1中，交汇区2沿第一方向的一端与位于分流区3沿第一方向的两端的外侧。

参照图3，作为一个可选方案，还包括用于换热板与电池包的箱体之间连接的连接孔5，连接孔5贯穿换热板，连接孔5位于沿第一方向相邻的两个交汇区2之间。

具体的，螺栓螺母组件在连接孔5处将换热板与电池包的底板固定连接，保持换热板与电池包之间的固定连接。

连接孔5设置在相邻两个交汇区2之间，能在保证连接孔5与换热板流道1之间间隙的同时，有助于减小沿第一方向相邻的两个换热板流道1之间的间隙，使换热板上的换热板流道1更加密集，有助于换热板流道1对单体电池的温度调控。

需要说明的是，换热板流道1中的换热介质沿第二方向流动，换热板上的所有流道相互连通，使换热板中的换热介质能实现循环流动。换热板上的流道包括位于换热板沿第二方向两端的端部流道以及位于两个端部流道之间的换热板流道1，端部流道在附图中未显示。换热板流道1沿第二方向的端部与端部流道连通，端部流道的设置能实现所有换热板流道1之间的连通。

一种电池包，包括换热板以及多个电池组4，同一换热板流道1的两个分流区3分别与两个电池组4对应，使得两个分流区3分别一一对应的吸收两个电池组4的热量，其中一个分流区3中的换热介质流经交汇区2进行混合后，流向下一个分流区3。

具体的，换热板上分流区3吸收一个电池组4上的热量后，分流区3中的换热介质温度不均，分流区3中的换热介质流入交汇区2混合后，从交汇区2进入下一分流区3中的换热介质温度趋于一致，能实现对下一电池组4的均匀降温，提高电池包中各单体电池温度的一致性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本申请工作状态下的方位或位置关系，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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解。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申请中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (11)

1.一种换热板，其特征在于，包括用于换热介质流动的换热板流道，所述换热板流道包括交汇区以及至少两个分流区；其中，

所述交汇区位于相邻两个所述分流区之间，所述交汇区用于混合从一个所述分流区流向另一个所述分流区中的换热介质；

与所述交汇区相邻的两个所述分流区分别用于与两个电池组一一对应。

2.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述交汇区位于所述分流区对应的两个所述电池组之间。

3.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述交汇区包括若干交汇通道，所述分流区包括若干分流通道；

其中，所述交汇通道的数量小于等于所述分流通道的数量。

4.根据权利要求3所述的换热板，其特征在于，所述交汇通道的位置与所述分流通道的位置沿第一方向错位，所述第一方向为与所述换热板流道的延伸方向垂直的方向。

5.根据权利要求1所述的换热板，其特征在于，所述交汇区的最小宽度大于等于所述分流区的最小宽度，所述交汇区的最小宽度不大于50mm。

6.根据权利要求1至5中任一所述的换热板，其特征在于，所述换热板流道沿第一方向排列设置有多个，所述第一方向为所述换热板流道的宽度方向。

7.根据权利要求6所述的换热板，其特征在于，靠近所述换热板边缘的所述交汇区的长度、沿所述第一方向朝向所述换热板中间的所述交汇区的长度逐渐减小。

8.根据权利要求7所述的换热板，其特征在于，所述换热板上设置有进液口，所述进液口位于所述换热板沿所述第一方向的中间。

9.根据权利要求6所述的换热板，其特征在于，沿所述第一方向，相邻的两个所述交汇区之间的间隔大于相邻两个所述分流区之间的间隔。

10.根据权利要求9所述的换热板，其特征在于，还包括用于所述换热板与电池包的箱体之间连接的连接孔，所述连接孔贯穿所述换热板，所述连接孔位于沿所述第一方向相邻的两个所述交汇区之间。

11.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至10中任一项所述的换热板。