CN220652113U - 水冷板和电池包 - Google Patents

Abstract

本申请属于电池包技术领域，尤其涉及水冷板和电池包。本申请公开水冷板，包括第一基板、第二基板和位于第一基板、第二基板之间的流道，流道包括主流道和两个均与主流道连通的次级流道，两个次级流道在第一方向上位于主流道的两侧且相对于主流道的中轴线对称设置，第一方向与水冷板的厚度方向相交。本申请还公开一种电池包，包括电池单体和上述的水冷板。本申请公开的水冷板，通过两个均与主流道相连又位于主流道两侧的次级流道，使得两个次级流道内流量分配均匀，且降低次级流道内的流动阻力，提高电池包内电池的温度一致性。

Description

水冷板和电池包

技术领域

本申请属于电池包技术领域，尤其涉及水冷板和电池包。

背景技术

动力电池是新能源汽车的核心部件，其热管理系统是整车安全高效的重要保障。稳定的工作温度是电池的容量和寿命的必要条件，为了维持合理的电池工作温度，必须有科学高效的电池热管理系统。

从传热介质来看，电池热管理系统可以分为空冷、液冷及相变材料冷却等形式。液冷传热效率和体积利用率高，适合大产热量的新能源汽车动力电池冷却，因此水冷板成为了目前主流的热管理部件。水冷板需要综合考虑流量分配、流阻特性、温度一致性等问题，对流道的设计有较高的要求。冲压式水冷板的设计更高、灵活性更好、可靠性高，越来越多的汽车厂家选择冲压式水冷板。复杂的冲压流道通常设计成本较高，并且容易存在流量分配不均匀的问题。例如并行通道水冷板虽然具有流动阻力低的优势，但不同工况下流量分配的均匀性难以保证。串联通道的S型水冷板不存在流量分配的问题，但其流动阻力较大，电池的温度一致性不能保障。

实用新型内容

本申请实施例提供一种流量分配均匀、且温度一致性好的水冷板。

本申请实施例提供一种水冷板，包括第一基板、第二基板和位于第一基板、第二基板之间的流道，流道包括主流道和两个均与主流道连通的次级流道，两个次级流道在第一方向上位于主流道的两侧且相对于主流道的中轴线对称设置，第一方向与水冷板的厚度方向相交。

根据本申请第一方面的实施方式，次级流道包括弯折流道和沿第二方向延伸设置的第一竖直流道，多条第一竖直流道沿第一方向间隔设置，至少一条弯折流道连通相邻的两条第一竖直流道，第一方向、第二方向和厚度方向两两相交。

根据本申请第一方面的实施方式，次级流道还包括沿第一方向延伸设置的第二竖直流道，至少一条弯折流道连通第一竖直流道和第二竖直流道。

根据本申请第一方面的实施方式，第一基板上设有与主流道连通的注水口。

根据本申请第一方面的实施方式，第一基板上还设有两个出水口，两个出水口分别与两个次级流道连通，两个出水口在第一方向上位于注水口的两侧。

根据本申请第一方面的实施方式，第一基板上还设有出水口，两个次级流道背离主流道的一端均与出水口连通。

根据本申请第一方面的实施方式，流道内设有扰流件，在厚度方向上，扰流件的最大高度与流道的最大高度相等。

根据本申请第一方面的实施方式，扰流件在垂直厚度方向上的横截面形状为圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。

根据本申请第一方面的实施方式，第二基板上设有向背离第一基板的方向凸出的冲压槽，冲压槽与第一基板围合形成流道。

另一方面，本申请实施例还提供一种电池包，包括电池单体和上述任一实施例的水冷板。

本申请实施例的水冷板，包括第一基板、第二基板和位于第一基板、第二基板之间的流道，流道包括主流道和两个均与主流道连通的次级流道，两个次级流道在第一方向上位于主流道的两侧且相对于主流道的中轴线对称设置，第一方向与水冷板的厚度方向相交；通过两个均与主流道相连又位于主流道两侧的次级流道，使得两个次级流道内流量分配均匀，且降低次级流道内的流动阻力，提高电池包内电池的温度一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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的附图。

图1为本申请一些实施例的水冷板的分解结构示意图；

图2示出一种示例的第二基板和流道的俯视结构示意图；

图3示出另一种示例的第二基板和流道的俯视结构示意图。

附图标记：

10、第一基板；11、注水口；12、出水口；

20、第二基板；21、扰流件；

30、主流道；

40、次级流道；41、弯折流道；42、第一竖直流道；43、第二竖直流道；

x、第一方向；y、水冷板的厚度方向；z、第二方向。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

申请人发现在现有技术中，复杂的冲压流道通常设计成本较高，并且容易存在流量分配不均匀的问题。例如并行通道水冷板虽然具有流动阻力低的优势，但不同工况下流量分配的均匀性难以保证。串联通道的S型水冷板不存在流量分配的问题，但其流动阻力较大，电池的温度一致性不能保障。

鉴于上述问题，申请人提出一种水冷板，包括第一基板、第二基板和位于第一基板、第二基板之间的流道，流道包括主流道和两个均与主流道连通的次级流道，两个次级流道在第一方向上位于主流道的两侧且相对于主流道的中轴线对称设置，第一方向与水冷板的厚度方向相交。

本申请提供的水冷板，包括第一基板、第二基板和位于第一基板、第二基板之间的流道，流道包括主流道和两个均与主流道连通的次级流道，两个次级流道在第一方向上位于主流道的两侧，第一方向与水冷板的厚度方向相交；通过两个均与主流道相连又位于主流道两侧的次级流道，使得两个次级流道内流量分配均匀，且降低次级流道内的流动阻力，提高电池包内电池的温度一致性。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种水冷板。下面对本申请实施例所提供的水冷板进行介绍。

在此说明，附图中的x方向为第一方向，y方向为第二方向，z方向为高度方向。在附图中，为了方便绘图，图中的尺寸与现实尺寸并不一定成比例。

请参考图1和图2，图1为本申请一些实施例的水冷板的分解结构示意图；图2示出一种示例的第二基板和流道的俯视结构示意图。

如图1和图2所示，本申请提供一种水冷板，包括第一基板10、第二基板20和位于第一基板10、第二基板20之间的流道，流道包括主流道30和两个均与主流道30连通的次级流道40，两个次级流道40在第一方向(图中的x方向)上位于主流道30的两侧且相对于主流道30的中轴线对称设置，第一方向x与水冷板的厚度方向(图中的y方向)相交。

可选的，两个次级流道40相对于主流道30的中轴线对称设置。主流道30的末端与对称设置的两个次级流道40连通，这种分配减小了单个次级流道40的流速，同时单个次级流道40的长度减小为完全串联结构的一半。由于流道内液体的流阻与液体的流量、速度均有关，在同样的冷却液流量需求下，次级流道40内的液体与完全串联结构的流道相比，流量与流速均减半，次级流道40的总流阻可减小至完全串联结构的流道的四分之一以下。

可选的，主流道30为总进液流道，根据整车布置需求可位于电池组宽度方向的正中位置或车头方向的正中位置。温度最低的冷却液从正中位置的主流道30进入水冷板，可以首先冷却电池包温度最高的部分，同时次级流道40的流程变短，保证了整个电池包的温度一致性。

本实施例提供的水冷板，包括第一基板10、第二基板20和位于第一基板10、第二基板20之间的流道，流道包括主流道30和两个均与主流道30连通的次级流道40，两个次级流道40在第一方向x上位于主流道30的两侧，第一方向x与水冷板的厚度方向y相交；通过两个均与主流道30相连又位于主流道30两侧的次级流道40，使得两个次级流道40内流量分配均匀，且降低次级流道40内的流动阻力，提高电池包内电池的温度一致性。

在一些可选的实施例中，次级流道40包括弯折流道41和沿第二方向(图中的z方向)延伸设置的第一竖直流道42，多条第一竖直流道42沿第一方向x间隔设置，至少一条弯折流道41连通相邻的两条第一竖直流道42，第一方向x、厚度方向y和第二方向z两两相交。

可选的，多条第一竖直流道42与弯折流道41首尾相接形成S型串联流道。两条次级流道40分别从电池包中部向两端外侧布置，使得位于次级流道40内的冷却液从电池包的中部向两端外侧流动，每条第一竖直流道42均位于电池单体或模组的正下方，第一竖直流道42的间距可通过合理设计保证每个电池单体或模组下的冷却流道面积相近。

本实施例提供的水冷板，次级流道40采用S型串联流道，保证了次级流道40内冷却液的流动均匀性，提高水冷板对不同工况的适应性。

在一些可选的实施例中，次级流道40还包括沿第一方向x延伸设置的第二竖直流道43，至少一条弯折流道41连通第一竖直流道42和第二竖直流道43。

可选的，第二竖直流道43通过弯折流道41与距离主流道30最远的一条第一竖直流道42连通。

在一些可选的实施例中，第一基板10上设有与主流道30连通的注水口11。

可选的，冷却液通过第一基板10上的注水口11流入主流道30。

在一些可选的实施例中，第一基板10上还设有两个出水口12，两个出水口12分别与两个次级流道40连通，两个出水口12在第一方向x上位于注水口11的两侧。

可选的，两个出水口12分别与两个次级流道40中的第二竖直流道43连通，冷却液通过主流道30后分流并进入两个次级流道40，在流经多个弯折流道41与第一竖直流道42后，最终流经第二竖直流道43，再通过两个出水口12流出流道。

可选的，两个出水口12与注水口11均位于第一基板10在第二方向z上的同一侧。

本实施例提供的水冷板，出水口12与注水口11均位于第一基板10在第二方向z上的同一侧，使得电池包结构更加紧凑。

请参考图3，图3示出另一种示例的第二基板和流道的俯视结构示意图。

如图3所示，在一些可选的实施例中，第一基板10上设有出水口12，两个次级流道40背离主流道30的一端均与出水口12连通。

可选的，第一基板10上的出水口12的数量只有一个，两个次级流道40中的第二竖直流道43均与同一个出水口12连通。冷却液通过主流道30后分流并进入两个次级流道40，在流经多个弯折流道41与第一竖直流道42后，最终流经第二竖直流道43，再通过同一个出水口12流出流道。

在一些可选的实施例中，第二基板20上设有背离第一基板10的方向凸出的冲压槽，冲压槽与第一基板10围合形成流道。

可选的，第一基板10上设有冲压槽，使得第一基板10的表面相对于第二基板20的表面更平整。第一基板10与电池包之间设有导热部件，电池包产生的热量通过导热部件传递至第一基板10，第一基板10更平整的设计能更高效的带走电池产生的热量。

可选的，第一基板10与第二基板20均由三系铝材质制备，三系铝焊接性能好，同时塑性性能好，可以实现复杂设计的冲压成型。第一基板10与第二基板20通过钎焊连接并密封，为了钎焊的可实现，相邻的两个第一竖直流道42的间距大于等于10mm。

请参考图2和图3，在一些可选的实施例中，流道内设有扰流件21，在厚度方向y上，扰流件21的最大高度与流道的最大高度相等。

可选的，扰流件21通过在第二基板20上冲压成型，扰流件21冲压高度大于等于冲压槽的高度。

本实施例提供的水冷板，通过在流道内设置扰流件21，提高水冷板的承压强度，避免流道过宽影响水冷板的强度，同时扰乱流道内的冷却液，被动强化换热，提升换热效率，实现水冷板换热过程的最优化。

在一些可选的实施例中，扰流件21在垂直厚度方向y上的横截面形状为圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。

可选的，如图2所示，流道内既设有圆形的扰流件21，还设有长条形的扰流件21。

综上，本实施例提供的水冷板包括第一基板10、第二基板20和位于第一基板10、第二基板20之间的流道，流道包括主流道30和两个均与主流道30连通的次级流道40，两个次级流道40在第一方向x上位于主流道30的两侧，第一方向x与水冷板的厚度方向y相交；通过两个均与主流道30相连又位于主流道30两侧的次级流道40，使得两个次级流道40内流量分配均匀，且降低次级流道40内的流动阻力，提高电池包内电池的温度一致性。

本申请第二方面的实施例还提供一种电池包，包括电池单体和上述任一第一方面实施例的水冷板。第一基板10朝向电池电池单体，第一基板10背离第二基板20的一侧通过导热部件与电池单体相连。

由于本申请第二方面实施例提供的电池包包括上述第一方面任一实施例的水冷板，因此本申请第二方面实施例提供的电池包具有上述第一方面任一实施例的水冷板具有的有益效果，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水冷板，其特征在于，包括第一基板、第二基板和位于所述第一基板、所述第二基板之间的流道，所述流道包括主流道和两个均与所述主流道连通的次级流道，两个所述次级流道在第一方向上位于所述主流道的两侧且相对于所述主流道的中轴线对称设置，所述第一方向与所述水冷板的厚度方向相交。

2.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述次级流道包括弯折流道和沿第二方向延伸设置的第一竖直流道，多条所述第一竖直流道沿所述第一方向间隔设置，至少一条所述弯折流道连通相邻的两条所述第一竖直流道，所述第一方向、所述第二方向和所述厚度方向两两相交。

3.根据权利要求2所述的水冷板，其特征在于，所述次级流道还包括沿所述第一方向延伸设置的第二竖直流道，至少一条所述弯折流道连通所述第一竖直流道和所述第二竖直流道。

4.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述第一基板上设有与所述主流道连通的注水口。

5.根据权利要求4所述的水冷板，其特征在于，所述第一基板上还设有两个出水口，两个所述出水口分别与两个所述次级流道连通，两个所述出水口在第一方向上位于所述注水口的两侧。

6.根据权利要求4所述的水冷板，其特征在于，所述第一基板上还设有出水口，两个所述次级流道背离所述主流道的一端均与所述出水口连通。

7.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述流道内设有扰流件，在所述厚度方向上，所述扰流件的最大高度与所述流道的最大高度相等。

8.根据权利要求7所述的水冷板，其特征在于，所述扰流件在垂直所述厚度方向上的横截面形状为圆形、椭圆形、多边形中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的水冷板，其特征在于，所述第二基板上设有向背离所述第一基板的方向凸出的冲压槽，所述冲压槽与所述第一基板围合形成所述流道。

10.一种电池包，其特征在于，包括电池单体和如权利要求1至9任一项所述的水冷板。