CN221080129U - 流道并联式液冷板、电池系统和电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于动力电池技术领域，涉及流道并联式液冷板、电池系统和电动汽车。针对现有技术中用于动力电池温控的液冷板使用蛇形管或串联式设计，导致的温控时间慢，电芯温控面积不均匀的技术问题，本实用新型包括口琴流道板，其两端分别设置有进口侧堵头和出口侧堵头，堵头上分别设置有进水孔和出水孔；口琴流道板的内部通过交错设置的多个第二隔板形成有连通进水孔和出水孔的流道，与进水孔相对的第一隔板，用于将进水分流至上、下两侧流道内。在不增加冷却液流量和流速的情况下，可以降低电芯温度上升或降低的时间。本实用新型还提供了电池系统和电动汽车，散热效率高，电芯上下受热膨胀不均匀的概率降低，安全性能更高。

Description

流道并联式液冷板、电池系统和电动汽车

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体地，涉及流道并联式液冷板、电池系统和电动汽车。

背景技术

动力电池冷却系统通过对动力电池组进行冷却或加热，保持动力电池组最佳的工作温度，以改善其运行效率并提高电池组的寿命。液冷系统部件包含较多，液冷板是电池液冷热管理系统中关键的零部件之一。液冷系统零部件包括电池冷却器、电子膨胀阀电子水泵、电池阀、液冷板等，其中液冷板通过冷却液在液流通道中循环流动传递走多余热量从而实现冷却功能，是液冷系统的关键部件。动力电池系统中，电池工作产生多余热量，热量通过电池或者模组与板型铝质器件表面接触的方式传递，最终被器件内部流道中通过的冷却液带走。

如中国实用新型授权公告号为CN208873852U，申请日为申请日2018年10月09日，名称为“一种电池包用液冷板”，公开的方案包括下层冷板和上层冷板，下层冷板内依次划分为冷却区一、冷却区二及冷却区三，上层冷板即冷却区四，位于冷却区三的上方，冷却区一为单进出口并式流道，冷却区二为三进出口并式流道，冷却区三为串式流道，冷却区四为单进出口并式流道；冷却区一的外端两边分别设有进水口和出水口；进水口处分流为进水流道一和进水流道二，出水口处分流为出水流道一和出水流道二，各分流流道连接各冷却区内部流道构成并联的四个冷却区。该方案一定程度上解决了液冷板控温不均匀的缺点，但该方案不适用于大面积的电芯侧壁。

又如中国实用新型授权公告号为CN214753909U，申请日为申请日2021年04月09日，名称为“用于动力电池冷却的冷板结构”，公开的方案包括冷板本体和分流结构，冷板本体内设置有若干冷却流道，分流结构具有冷却液供液口及与供液口连通的多级分流通道，多级分流通道中的末级分流通道与冷板本体内的冷却流道一一对应连接。该方案通过沿冷却液流动方向设置多级分流结构，可以保证冷板的各个冷却流道之间冷却液流量分配更均匀，从而保证冷板上的温差更小，进而实现冷板上电池模组的降温与均温控制。但该方案设计过于复杂，制作成本高，由于连接部分过于复杂，结构不够紧凑。

此外，口琴管式液冷板具有成本低、重量轻、结构相对简单、生产效率高等优点，但由于其流道单一、接触面积小、管道壁薄，导致它的换热效果一般且承重能力较差。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有技术中用于动力电池温控的液冷板使用蛇形管或串联式设计，导致的温控时间慢，电芯温控面积不均匀的技术问题，本实用新型提供流道并联式液冷板，可以降低电芯温度上升或降低的时间，设计简单，便于制造，空间利用率高。本实用新型还提供了电池系统和电动汽车，散热效率高，电芯上下受热膨胀不均匀的概率降低，安全性能更高。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

流道并联式液冷板，包括口琴流道板，所述口琴流道板的两端分别设置有进口侧堵头和出口侧堵头，所述进口侧堵头和出口侧堵头上分别设置有进水孔和出水孔，所述进水孔位于进口侧堵头的中部；

所述口琴流道板的内部通过交错设置的多个第二隔板形成有连通进水孔和出水孔的流道，所述口琴流道板的内部还设置有与进水孔相对的第一隔板，用于将进水分流至上、下两侧流道内。

进一步地，所述第一隔板和第二隔板的长度均短于口琴流道板的长度。

进一步地，所述出水孔位于出口侧堵头的两端。

进一步地，所述口琴流道板的两端分别设置有进口集流体和出口集流体，并通过进口侧堵头和出口侧堵头连通口琴流道板。

进一步地，所述口琴流道板为多个；所述口琴流道板之间通过连接管连接。

进一步地，所述连接管可拆卸的连接所述进口集流体或出口集流体。

电池系统，包括所述的流道并联式液冷板。

进一步地，还包括电芯；液冷板设置在所述电芯一侧壁；所述液冷板和所述电芯通过胶粘剂粘结。

进一步地，所述电芯的另一侧壁设有缓冲隔热材料。

电动汽车，使用所述的电池系统。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的流道并联式液冷板，流道板的内腔通过第二隔板形成S形流道，再通过口琴流道板的内部还设置有与进水孔相对的第一隔板，用于将进水分流至上、下两侧流道内，使所述口琴流道板中间的两个第一隔板两侧的流道并联，在不增加冷却液流量和流速的情况下，能够最大速度的将冷却液在电芯较大一面铺开，相较于现有技术中的串联式或蛇管型流道，可以降低电芯温度上升或降低的时间，且设计简单，便于制造，空间利用率高。

(2)本实用新型的电池系统，包括所述的液冷板，还包括电芯；液冷板设置在电芯一侧壁；液冷板和所述电芯通过胶粘剂粘结。本实用新型的电池系统，在相同流量的前提下，提高了电池的安全性和循环寿命。

(3)本实用新型的电动汽车，使用所述的电池系统，在设计上更加紧凑，由于冷却液进入液冷板时分两个流道并联进行，因此不会造成电池上部或下部降温不均匀，散热效率高，电芯上下受热膨胀不均匀的概率降低，安全性能更高。

附图说明

图1为本实用新型液冷板拆解结构示意图。

图2为本实用新型进口侧堵头第一视角立体示意图。

图3为本实用新型出口侧堵头第一视角立体示意图。

图4为本实用新型口琴流道板第一视角立体示意图。

图5为本实用新型冷却液在口琴流道板中流动路径示意图。

图6为本实用新型电池系统结构示意图。

图中：

1：电芯；

2：连接管；

3：液冷板；301：进口集流体；3011：进口集流体进液口；3012：进口集流体出液口；302：出口集流体；3021：出口集流体进液口；3022：出口集流体出液口；303：口琴流道板；3031：第一隔板；3032：第二隔板；311：进口侧堵头；3111：进口侧堵头水孔；321：出口侧堵头；3211：出口侧堵头水孔。

4：缓冲隔热材料。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

下面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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例

本实施例的流道并联式液冷板，如图1-6所示，流道并联式液冷板包括口琴流道板303、进口集流体301、出口集流体302、进口侧堵头311、出口侧堵头321。

口琴流道板303设有内腔，内腔中沿口琴流道板303长度方向交错设有多个第二隔板3032，多个第二隔板3032形成有连通进水孔3111和出水孔3211的流道，口琴流道板303的内部还设置有与进水孔3111相对的第一隔板3031，用于将进水分流至上、下两侧流道内。第一隔板3031和第二隔板3032的长度小于口琴流道板303的长度。本实施例的第一隔板3031为一个，第二隔板3032为四个，通过以上设计，使得以第一隔板3031为中心，其两侧形成S形流道，且该两流道并联。

进口集流体301和出口集流体302设有和口琴流道板303的内腔连通的腔体。进口集流体301和口琴流道板303之间设有进口侧堵头311，出口集流体302和口琴流道板303之间设有出口侧堵头321；进口侧堵头311设有进口侧堵头水孔3111；出口侧堵头321设有出口侧堵头水孔3211。本实施例中，进口侧堵头311和口琴流道板303摩擦焊接后，再与进口集流体301通过高频焊接连接在一起，出口侧堵头321和口琴流道板303摩擦焊接后，再与出口集流体302通过高频焊接连接在一起。

本实施例中，进口侧堵头水孔3111设置在进口侧堵头311的中部；出口侧堵头水孔3211设置在出口侧堵头321的两端。

本实施例的液冷板3为多个；液冷板3之间通过连接管2连接；连接管2分别连接进口集流体301或出口集流体302。进口集流体301或出口集流体302在厚度方向两侧上分别有供冷却液流入流出的进液口和出液口。连接管2可拆卸的连接进口集流体301的进口集流体进液口3011或进口集流体出液口3012，或连接管2可拆卸的连接出口集流体302的出口集流体进液口3021或出口集流体出液口3022。液冷板3之间通过连接管2快插连接，电芯1与流道并联式液冷板形成一个整体，制备得到的电池包刚度显著提升。

图5示出了冷却液的流动路径，当进口集流体301流入冷却液时，冷却液通过进口侧堵头311上的进口侧堵头水孔3111流入第一隔板3031两侧，通过第一隔板3031实现分流，冷却液由于出口侧堵头321的阻挡，在第二隔板3032形成双S形流道区中流动，当冷却液流经出口侧堵头321两端的出口侧堵头水孔3211时，冷却液进入出口侧堵头321，接着进入出口集流体302，并经过出口集流体302的出口集流体出液口3022，进入下一个出口集流体302。

本实施例还提供了一种电池系统，包括本实施例的液冷板3。还包括电芯1；液冷板3设置在电芯1面积较大的一侧壁；液冷板3和电芯1通过胶粘剂粘结。在一些实施例中，胶粘剂的厚度可以为0.2～0.4mm。本实施例中，液冷板3与电芯1一侧大面通过0.3mm结构胶粘结，实现电芯1与液冷板3紧密接触，提高整体强度，电芯1另一侧大面与相邻电芯1大面之间填充缓冲隔热材料4。缓冲隔热材料4的设置可以吸收电芯1膨胀及提供热失控防护，提高电芯1的安全性和循环寿命。本实用新型的电池系统，在相同流量的前提下，提高了电池的安全性和循环寿命。

本实施例还提供了一种电动汽车，使用本实施例的电池系统。本实施例的电动汽车，液冷板3流道呈双S走向，换热路径增长，能够带走更多的热量，对电芯1单侧面冷却可实现3C快充，对电芯1双侧面冷却，可实现4C快充，降低充电和续航里程焦虑，流道双S走向结合CFD和CAE仿真，调整流道宽度，同时实现高强度和高换热。

Claims (10)

1.流道并联式液冷板，其特征在于：包括口琴流道板（303），所述口琴流道板（303）的两端分别设置有进口侧堵头（311）和出口侧堵头（321），所述进口侧堵头（311）和出口侧堵头（321）上分别设置有进水孔（3111）和出水孔（3211），所述进水孔（3111）位于进口侧堵头（311）的中部；

所述口琴流道板（303）的内部通过交错设置的多个第二隔板（3032）形成有连通进水孔（3111）和出水孔（3211）的流道，所述口琴流道板（303）的内部还设置有与进水孔（3111）相对的第一隔板（3031），用于将进水分流至上、下两侧流道内。

2.根据权利要求1所述的流道并联式液冷板，其特征在于：所述第一隔板（3031）和第二隔板（3032）的长度均短于口琴流道板的长度。

3.根据权利要求1所述的流道并联式液冷板，其特征在于：所述出水孔（3211）位于出口侧堵头（321）的两端。

4.根据权利要求1所述的流道并联式液冷板，其特征在于：所述口琴流道板（303）的两端分别设置有进口集流体（301）和出口集流体（302），并通过进口侧堵头（311）和出口侧堵头（321）连通口琴流道板（303）。

5.根据权利要求4所述的流道并联式液冷板，其特征在于：所述口琴流道板（303）为多个；所述口琴流道板（303）之间通过连接管（2）连接。

6.根据权利要求5所述的流道并联式液冷板，其特征在于：所述连接管（2）可拆卸的连接所述进口集流体（301）或出口集流体（302）。

7.电池系统，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的流道并联式液冷板。

8.根据权利要求7所述的电池系统，其特征在于：还包括电芯（1）；液冷板（3）设置在所述电芯（1）一侧壁；所述液冷板（3）和所述电芯（1）通过胶粘剂粘结。

9.根据权利要求8所述的电池系统，其特征在于：所述电芯（1）的另一侧壁设有缓冲隔热材料（4）。

10.电动汽车，其特征在于：使用权利要求7-9任一项所述的电池系统。