CN220672682U - 一种高效钎焊式口琴管冷板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效钎焊式口琴管冷板，包括上盖板、下盖板、中间挡块、进水口、出水口、多个口琴管单元和定位块组成。上盖板布置于口琴管冷板的最上层，中间挡块和口琴管型材构成的口琴管单元位于口琴管冷板的中间层，下盖板布置于冷板的最下层，上述结构通过装配后整体钎焊构成整体，最后在上盖板的进水口、出水口处焊接管嘴，即可形成完整的高效钎焊口琴管冷板。本实用新型具备足够的承重能力，均温性好，尺寸、规格可扩展性强，制作成本低，平面度高，能够及时发现介质泄漏情况。

Description

一种高效钎焊式口琴管冷板

技术领域

本实用新型属于散热、换热技术领域，具体涉及电池热管理系统中的一种高效钎焊式口琴管冷板。

背景技术

当前，随着电池技术的逐渐成熟，其产品已广泛应用于电网储能、通讯储能、新能源汽车等领域。其中，电池热管理技术是电池包延长寿命、保障运行安全以及充分发挥电池性能的重要保障。在目前的液冷技术中，冷板是电池热管理系统中的重要部件之一，不仅能够充当散热部件，有时还要求冷板充当一个承重件。随着电池技术的发展，市场对冷板的要求也越来越高，不仅要求其具备较好的散热性能，而且对其成本提出了更高的要求。

目前，行业中电池冷板主要以冲压式、翅片式、型材式为主，其中，冲压式冷板流道可灵活设计，但需要高昂的模具费用，且对平面度要求高，安装难度大；而翅片式冷板主要采用真空钎焊工艺生产，内部需要采用不同结构的翅片布局，零部件较多，虽灵活度较高，但生产成本较高。型材式冷板主要采用搅拌摩擦焊工艺生产，结构形式简单，承重能力好，但均温性较差。

发明内容

本实用新型旨在提供一种高效钎焊式口琴管冷板，具备足够的承重能力，均温性好，尺寸、规格可扩展性强，制作成本低，平面度高，能够及时发现介质泄漏情况。

为了实现上述目标，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高效钎焊式口琴管冷板，包括，

口琴管单元，所述口琴管单元包含第一口琴管和第二口琴管，第一口琴管的介质出口与第二口琴管的介质入口连通，第一口琴管的介质入口与第二口琴管的介质出口不连通；

上盖板，所述上盖板位于口琴管单元的上方，上盖板与口琴管单元不接触的表面上设置有进水口和出水口；

下盖板，所述下盖板位于口琴管单元的下方；

前挡块，所述前挡块位于口琴管单元长度方向的第一端且介于上盖板和下盖板之间，前挡块的上表面和下表面分别加工有介质流入流道和介质流出流道，介质流入流道的入口端与进水口连通，介质流入流道的出口端与口琴管单元中第一口琴管的介质入口连通，介质流出流道的出口端与出水口连通，介质流出流道的入口端与口琴管单元中第二口琴管的介质出口连通；

后挡块，所述后挡块位于口琴管单元长度方向的第二端且介于上盖板和下盖板之间，所述第一口琴管的介质出口和第二口琴管的介质入口在后挡块处实现介质流动方向的换向；

口琴管单元、上盖板、下盖板、前挡块和后挡块钎焊连接形成一体。

作为一种选择，高效钎焊式口琴管冷板还包括中间挡块，所述中间挡块位于口琴管单元宽度方向的两端且介于上盖板和下盖板之间。

作为一种选择，所述口琴管单元有多个，相邻两个口琴管单元之间有第一间隔，多个第一间隔中至少有一个在其内部放置有中间挡块，多个口琴管单元中的第一口琴管的介质入口相互连通，多个口琴管单元中的第二口琴管介质出口相互连通。

作为一种选择，所述第一口琴管和第二口琴管之间有第二间隔，第二间隔与上盖板、下盖板共同形成了一条中间腔。

作为一种选择，所述上盖板对应口琴管单元的表面带有钎料层，所述下盖板对应口琴管单元的表面带有钎料层。

作为一种选择，所述下盖板包括第一下盖板和第二下盖板，第一下盖板对齐上盖板长度方向的第一端，第二下盖板对齐上盖板长度方向的第二端，第一下盖板和第二下盖板之间有第三间隔。

作为一种选择，所述前挡块对应口琴管单元的表面上加工有第一凹槽，第一凹槽的槽底面上开有介质流道孔，介质流道孔与介质流入流道或介质流出流道连通，同一个口琴管单元内的第一口琴管和第二口琴管长度方向的第一端置于第一凹槽内。

进一步，所述介质流道孔的孔径不完全相等。通过介质流道孔的孔径来控制流阻和流量。

作为一种选择，所述后挡块对应口琴管单元的表面上加工有第二凹槽，第二凹槽内还设置有定位块，同一个口琴管单元内的第一口琴管和第二口琴管长度方向的第二端置于第二凹槽内，且分别紧贴在同一块定位块的不同表面。

作为一种选择，所述口琴管单元中第一口琴管和第二口琴管的流道截面、流道数量不完全相同。

与现有的电池冷板相比，本实用新型的电池冷板具有如下优点：

(1)每两根口琴管组成一个口琴管单元，从而形成一个独立的U型流通回路，当有多个口琴管单元时，多个口琴管单元相互并联，可以通过简单的数量扩展，适合不同面积尺寸的电池冷板要求；

(2)口琴管单元呈U型流通回路，提高了电池冷板的均温性；

(3)前挡块的上、下表面分别加工有介质流道，同一个表面上的介质流道又分为多个子流道，对应不同的口琴管单元，为保证介质流动的均匀性，子流道的有效流通截面可以进行调整，例如位于中间位置的子流道有效流通截面小于两侧的子流道有效流通截面，从而达到更好的散热效果；

(4)为了满足电池冷板的承重需求，一方面可以通过更换不同的材质提高强度，另一方面可以通过在相邻的口琴管单元之间加入中间挡块作为强化筋，提高电池冷板的承重需求，中间挡块的安装位置、数量、宽度可以根据需求调整；

(5)每一个口琴管单元中，两根口琴管之间预留一个间隔作为中间腔，并把中间腔作为安全腔结构，配合不完全封闭的下盖板，当电池冷板中的任意一根口琴管发生泄漏时，能够及时发现；

(6)口琴管为非常成熟的型材，其结构本身具备较好的结构强度，其余组件加工简单，钎焊面基本为平面，钎焊后的平面度容易控制；

(7)口琴管、上盖板、下盖板、前挡块、后挡块和中间挡块等结构均采用成熟的钎焊工艺连接形成一体化的电池冷板，减少了组件的数量，制造成本低，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型中冷板结构示意图；

图2是本实用新型中冷板结构的爆炸图；

图3是本实用新型中内部介质流道及介质流向示意图；

图4是本实用新型中前挡块上介质流道的示意图；

图5是本实用新型中采用的口琴管结构示意图；

图中：1、进水口，2、出水口，3、前挡块，4、第一下盖板，5、口琴管，6、中间挡块，7、第二下盖板，8、中间腔，9、后挡块，10、定位块，11、上盖板。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述。

如图2所示，为本实用新型中高效钎焊口琴管冷板的典型结构，主要是由上盖板11、下盖板、中间挡块6、进水口1、出水口2、多个口琴管单元和定位块10组成。上盖板11布置于口琴管冷板的最上层，中间挡块6和口琴管型材构成的口琴管单元位于口琴管冷板的中间层，下盖板布置于冷板的最下层，上述结构通过装配后整体钎焊构成整体，最后在上盖板11的进水口1、出水口2处焊接管嘴，即可形成完整的高效钎焊口琴管冷板。

口琴管单元采用的是常见的口琴管，如图5，口琴管的横截面呈长方形或圆形，每一块口琴管内部设有若干块隔板，这些隔板将口琴管的内部分隔成若干条介质流道。不同口琴管单元内的口琴管规格(截面形状、介质流道数量)可以不相同。为保证冷板的均温性，每两根口琴管构成一个U型流通回路，且一块冷板中的介质流道由多个U型回路并联组成。为使同一个口琴管单元中的两根口琴管能够构成独立U型回路，前挡块3和后档块9上均有与之配合的独立流道，且前挡块3在上、下两面均加工有主流道和多条独立的子流道，子流道一端与口琴管连通，另一端汇集于主流道。为保证介质流动均匀，处于中间的子流道的开口小于两侧子流道的开口，以达到更好的散热效果。

为了方便钎焊，上盖板11和下盖板的单面带钎料层，上盖板11和下盖板的钎料层朝向冷板中间的口琴管单元表面。

为满足冷板承重的需要，可采用3系铝合金或6系铝合金制作所有结构件，也可根据实际需要在每组口琴管中间的间隔中添加中间挡块6(同样为铝合金)，从而提高整体强度。

为提高冷板可靠性，除考虑冷板强度之外，还特别设计了一种安全腔结构，即将下盖板分成独立的两块，两块下盖板分别于冷板的前后端面对齐，根据实际需要，可灵活调整两块下盖板之间的缝隙。当内部流道有泄露时，内部介质可通过该缝隙流出，从而及时发现泄露情况。

如图1～图5所述，本实施例中设计了一种高效钎焊口琴管冷板，其设计采用全铝合金结构，并通过钎焊工艺实现整体结构。口琴管冷板包括上盖板11、第一下盖板4、第二下盖板7、前挡块3、后挡块9、中间挡块6、进水口1、出水口2、口琴管单元和定位块10。

具体而言，如图2，上盖板11布置于口琴管冷板最上层，第一下盖板4和第二下盖板7布置于口琴管冷板最下层，前挡块3、后挡块9布置于口琴管冷板长度方向的两端，前挡块3与后挡块9之间根据实际需要布置一定数量的口琴管单元和中间挡块6，通过整体钎焊构成一个完整的、无缝的冷板结构。最后在上盖板11的表面焊接进水口1、出水口2对应的管嘴，从而构成了一种高效钎焊式口琴管冷板。

其中，如图3，每两根口琴管平行、间隔布置构成一个U型流通回路，且多个U型回路为并联结构，显著提高冷板均温性能。此外，每个U型流通回路中的两根口琴管之间通过一条间隔形成作为安全空腔的中间腔8，当内部发生泄漏时，泄漏的介质可以从中间腔8流出，配合将下盖板拆分为第一下盖板4和第二下盖板7，且第一下盖板4和第二下盖板7之间留有间隔缝隙，于是采用观察或必要的检测手段能够及时发现泄漏故障。通过这一设计，冷板的泄漏问题得以有效地防范，确保了散热系统运行的稳定性和安全性。

另外，口琴管冷板可灵活调整中间挡块6的宽度、数量、材质，从而保证冷板在承受整个电池包重量时不会发生塑性变形。这使得冷板具备较好的承重性能，不仅可以充当散热部件，也可以作为结构支撑件使用，从而降低电池包的成本。当承载重量较小时，可以不使用中间挡块6。

本实施例中，对前挡块3进行了特殊设计，如图4，前挡块3在上、下两个表面分别加工有主流道，使得流体介质从上面流道流入冷板，再从下面流道流出冷板，为保证散热用液体流动均匀及具备较好的流阻性能，前档块3上的主流道又分成若干分支子流道，然后进入口琴管的管腔中，并且各分支口的宽度根据实际情况会有不同，以达到更好的散热效果。具体来说，如图4，前挡块3与口琴管接触的端面上开有多个凹槽，用于安装口琴管的一端，凹槽的底面开孔，且孔与分支子流道连通，口琴管到凹槽底面留有一定距离，可通过控制凹槽底面开孔的孔径大小以及分支子流道的有效流通截面调整介质流阻和流量。后挡块9与口琴管接触的端面上也开有凹槽，凹槽中放置定位块10，用于将同一个口琴管单元中的两块口琴管定位和分隔。口琴管的末端到凹槽底面有一段距离，可以通过在定位块10上开孔或开槽，又或者定位块10与凹槽底面预留缝隙(此时定位块10的上、下端连接在上盖板11和下盖板上)使得两块口琴管的介质在此处换向连通。下盖板拆分为第一下盖板4和第二下盖板7，第一下盖板4和第二下盖板7的长度之和小于上盖板11的长度，第一下盖板4对齐上盖板11的一端，第二下盖板7对齐上盖板11的另一端，使得二者之间留出一段缝隙。

如图3和图4所示，冷却介质从上盖板11的进水口1进入，流入前挡块3上表面的主流道，再从主流道分流到多根分支流道中，经前挡块3端面凹槽的开孔进入多个并联口琴管单元中的第一块口琴管中，接着流经后挡块9的凹槽后进入同一个口琴管单元中的第二块口琴管中，然后流出进入前挡块3下表面的分支流道中，接着汇入下表面的主流道，最终从上盖板11的出水口2流出。

综上所述，该口琴管冷板采用铝合金材料，通过一体钎焊形成整体，内部为多个U型流道相互并联，均温性好，且具有较好的承重性能，可充当电池包底托使用，成本更低。同时通过巧妙的安全腔设计，可及时发现冷板泄露故障，保障热管理系统安全可靠的运行。本实用新型的结构设计和制造方法为电池的热管理问题提供了一种安全高效、更加经济的解决方案。

上述实施例并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：包括，

口琴管单元，所述口琴管单元包含第一口琴管和第二口琴管，第一口琴管的介质出口与第二口琴管的介质入口连通，第一口琴管的介质入口与第二口琴管的介质出口不连通；

上盖板(11)，所述上盖板(11)位于口琴管单元的上方，上盖板(11)与口琴管单元不接触的表面上设置有进水口(1)和出水口(2)；

下盖板，所述下盖板位于口琴管单元的下方；

前挡块(3)，所述前挡块(3)位于口琴管单元长度方向的第一端且介于上盖板(11)和下盖板之间，前挡块(3)的上表面和下表面分别加工有介质流入流道和介质流出流道，介质流入流道的入口端与进水口(1)连通，介质流入流道的出口端与口琴管单元中第一口琴管的介质入口连通，介质流出流道的出口端与出水口(2)连通，介质流出流道的入口端与口琴管单元中第二口琴管的介质出口连通；

后挡块(9)，所述后挡块(9)位于口琴管单元长度方向的第二端且介于上盖板(11)和下盖板之间，所述第一口琴管的介质出口和第二口琴管的介质入口在后挡块(9)处实现介质流动方向的换向；

口琴管单元、上盖板(11)、下盖板、前挡块(3)和后挡块(9)钎焊连接形成一体。

2.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：还包括中间挡块(6)，所述中间挡块(6)位于口琴管单元宽度方向的两端且介于上盖板(11)和下盖板之间。

3.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述口琴管单元有多个，相邻两个口琴管单元之间有第一间隔，多个第一间隔中至少有一个在其内部放置有中间挡块(6)，多个口琴管单元中的第一口琴管的介质入口相互连通，多个口琴管单元中的第二口琴管介质出口相互连通。

4.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述第一口琴管和第二口琴管之间有第二间隔，第二间隔与上盖板(11)、下盖板共同形成了一条中间腔(8)。

5.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述上盖板(11)对应口琴管单元的表面带有钎料层，所述下盖板对应口琴管单元的表面带有钎料层。

6.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述下盖板包括第一下盖板(4)和第二下盖板(7)，第一下盖板(4)对齐上盖板(11)长度方向的第一端，第二下盖板(7)对齐上盖板(11)长度方向的第二端，第一下盖板(4)和第二下盖板(7)之间有第三间隔。

7.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述前挡块(3)对应口琴管单元的表面上加工有第一凹槽，第一凹槽的槽底面上开有介质流道孔，介质流道孔与介质流入流道或介质流出流道连通，同一个口琴管单元内的第一口琴管和第二口琴管长度方向的第一端置于第一凹槽内。

8.根据权利要求7所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述介质流道孔的孔径不完全相等。

9.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述后挡块(9)对应口琴管单元的表面上加工有第二凹槽，第二凹槽内还设置有定位块(10)，同一个口琴管单元内的第一口琴管和第二口琴管长度方向的第二端置于第二凹槽内，且分别紧贴在同一块定位块(10)的不同表面。

10.根据权利要求1所述的一种高效钎焊式口琴管冷板，其特征在于：所述口琴管单元中第一口琴管和第二口琴管的流道截面、流道数量不完全相同。