CN221080146U - 对流式均温液冷板及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于液冷散热技术领域，公开了一种对流式均温液冷板及电池包，对流式均温液冷板包括流道板和进出液组件，流道板内部设置有由外向内依次分布的多个U形流道，U形流道均包括进液流道、出液流道和连通进液流道和出液流道的过渡流道，且任意相邻的两个U形流道中，一个U形流道中的液体流动方向与另一个U形流道中的液体流动方向相反；进出液组件包括进出液件，进出液件设置有进液连通口和出液连通口，进液连通口与进液流道连通，出液连通口与出液流道连通。该对流式均温液冷板温度均匀，避免了传统液冷板进液端与出液端温差大而导致电池性能降低的问题。

Description

对流式均温液冷板及电池包

技术领域

本实用新型涉及液冷散热技术领域，尤其涉及一种对流式均温液冷板及电池包。

背景技术

目前大型储能设备要求越来越高，对于电芯的温度控制要求也越来越严格，传统风冷散热已经不再能够满足电芯散热需求，液冷散热技术逐渐成为主流的电芯热管理模式。现有技术中，液冷板通常采用串联流道的设计方式，即冷却液从进液端口进入并通过串联流道后再通过出液端口流出，冷却液在经进液端口进入并通过出液端口流出时，由于冷却液经过串联流道后温度升高，进而导致冷却液在靠近进液端口的位置的温度和冷却液在靠近出液端口的位置的温度差异较大，使得液冷板整体温度不均匀，无法满足均匀散热的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对流式均温液冷板及电池包，提高了对流式均温液冷板的整体温度均匀性，降低了电芯之间的温差，提高了电池性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

对流式均温液冷板，包括：

流道板，其内部设置有由外向内依次分布的多个U形流道，且任意相邻的两个所述U形流道中，一个所述U形流道中的液体流动方向与另一个所述U形流道中的液体流动方向相反，所述U形流道包括进液流道、出液流道和连通于所述进液流道和所述出液流道之间的过渡流道；

进出液组件，包括进出液件，所述进出液件设置有进液连通口和出液连通口，所述进液连通口与所述进液流道连通，所述出液连通口与所述出液流道连通。

作为一种可选方案，所述流道板包括流道主体和盖板，所述U形流道设置于所述流道主体的上表面，所述盖板设置于所述流道主体上并封闭所述U形流道的一部分，以使所述进液流道在所述上表面形成进液端口，所述出液流道贯穿所述流道主体的侧端面，以使所述出液流道在所述侧端面形成出液端口，所述进出液件设置于所述流道主体上，且所述进液连通口与所述进液端口连通，所述出液连通口与所述出液端口连通，所述上表面和所述侧端面垂直连接设置。

作为一种可选方案，所述进出液件包括横条板和竖条板，所述横条板设于所述上表面并覆盖所述U形流道上的所述盖板未封闭的剩余部分，所述进液连通口设置于所述横条板朝向所述上表面的一侧，所述竖条板设于所述侧端面，且所述出液连通口设于所述竖条板朝向所述侧端面的一侧。

作为一种可选方案，所述横条板设置有进液腔，所述进液腔设置有多个所述进液连通口，多个所述进液连通口与多个所述进液端口一一对应连通；所述竖条板设置有出液腔，所述出液腔设置有所述出液连通口，所述出液连通口连通多个所述出液端口。

作为一种可选方案，所述进液腔和所述出液腔均设置两个，多个所述进液连通口分为两组，两组所述进液连通口分别与两个所述进液腔连通，且一组所述进液连通口与一部分所述进液端口连通，另一组所述进液连通口与另一部分所述进液端口连通；两个所述出液腔均设置所述出液连通口，一个所述出液连通口连通一部分所述出液端口，另一所述出液连通口连通另一部分所述出液端口。

作为一种可选方案，所述进出液组件还包括进液接头和出液接头，所述进液接头设置于所述进出液件上并与所述进液腔连通，所述出液接头设置于所述进出液件上并与所述出液腔连通。

作为一种可选方案，所述进液接头上设置有第一单向阀，所述第一单向阀被配置为从所述进出液件之外到所述进液腔的方向上单向导通；所述出液接头上设置有第二单向阀，所述第二单向阀被配置为从所述出液腔到所述进出液件之外的方向上单向导通。

作为一种可选方案，所述进液腔的容积大于等于所述出液腔的容积。

作为一种可选方案，所述进液流道位于所述进液端口的位置处设置有倾斜面；所述进液流道和所述过渡流道之间的拐角位置处以及所述出液流道和所述过渡流道之间的拐角位置处均设置成圆角。

电池包，包括上述任一方案中的对流式均温液冷板。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种对流式均温液冷板，在流道板内设置有由外向内依次分布的多个U形流道，每一个U形流道均为一个液冷回路，U形流道包括相互连通的进液流道、出液流道和连通于进液流道和出液流道之间的过渡流道，冷却液能够在U形流道中循环流动，且任意相邻的两个U形流道中，一个U形流道中的液体流动方向与另一个U形流道中的液体流动方向相反，以使得进液流道和出液流道交错相邻分布，出液流道中的冷却液由于经过进液流道和过渡流道已吸收大量热量而导致温度升高，由于进液流道和出液流道相邻分布，进液流道中的冷却液和出液流道中的冷却液能够进行热量传递，使整体流道板的温度更加均匀。本实用新型提供的对流式均温液冷板温度均匀，避免了传统液冷板进液端与出液端温差大而导致电池性能降低的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例所提供的对流式均温液冷板的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所提供的对流式均温液冷板的爆炸图；

图3是本实用新型实施例所涉及的流道主体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所提供的对流式均温液冷板移除进出液组件的结构示意图；

图5是图4中A处结构示意图；

图6是本实用新型所涉及的进出液件的结构示意图一；

图7是本实用新型所涉及的进出液件的结构示意图二；

图8是图7中B-B的截面图。

图中：

1、流道板；11、流道主体；111、U形流道；1111、进液流道；1111a、进液端口；1111b、倾斜面；1112、出液流道；1112a、出液端口；1113、过渡流道；12、盖板；

2、进出液组件；21、进出液件；211、横条板；2111、进液腔；2111a、进液连通口；212、竖条板；2121、出液腔；2121a、出液连通口；22、进液接头；23、出液接头。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-图8所示，本实用新型实施例提供了一种对流式均温液冷板，用于对电池包进行散热，该对流式均温液冷板包括流道板1和进出液组件2，其中，流道板1内部设置有由外向内依次分布的多个U形流道111，每一个U形流道111均为一个液冷回路，每个U形流道111均包括进液流道1111、出液流道1112和连通于进液流道1111和出液流道1112之间的过渡流道1113，且任意相邻的两个U形流道111中，一个U形流道111中的液体流动方向与另一个U形流道111中的液体流动方向相反，以使得进液流道1111和出液流道1112能够交错分布；进出液组件2包括进出液件21，进出液件21设置有进液连通口2111a和出液连通口2121a，进液连通口2111a与进液流道1111连通，出液连通口2121a与出液流道1112连通，冷却液可通过进液连通口2111a进入至进液流道1111中，并经过过渡流道1113流入出液流道1112中，再经出液流道1112后通过出液连通口2121a流出，以完成对电池包的散热；冷却液在多个U形流道111中流动时，相邻的两个U形流道111中，一个U形流道111的进液流道1111和另一个U形流道111的出液流道1112相邻分布，进液流道1111中的冷却液和出液流道1112中的冷却液能够进行热量传递，以使进液流道1111中冷却液温度和出液流道1112中的冷却液温度相同，使流道板1整体温度更加均匀，吸热效果更好。可以理解，进出液组件2还包括冷却泵，进液连通口2111a和出液连通口2121a之间设置冷却泵，冷却泵能够将冷却液通过进液连通口2111a泵入流道板1内，并能够通过出液连通口2121a进入冷却泵中冷却，冷却液能够在进出液件21的进液连通口2111a、流道板1、进出液件21的出液连通口2121a以及冷却泵之间进行循环流动。

本实用新型提供的对流式均温液冷板温度均匀，避免了传统液冷板进液端与出液端温差大而导致电池性能降低的问题。

可选地，流道板1包括流道主体11和盖板12，U形流道111设置于流道主体11的上表面，盖板12设置于流道主体11上并封闭U形流道111的一部分，以使进液流道1111在流道主体11的上表面形成进液端口1111a，出液流道1112贯穿流道主体11的侧端面，以使出液流道1112在侧端面形成出液端口1112a，流道主体11的上表面和侧端面垂直连接设置，进出液件21设置于流道主体11上，且进液连通口2111a与多个进液流道1111的进液端口1111a连通，出液连通口2121a与多个出液流道1112的出液端口1112a连通，该结构中进液端口1111a和出液端口1112a分布合理，设计加工更加方便。

可选地，参照图7-图8，进出液件21包括相互垂直分布的横条板211和竖条板212，在进出液件21设置于流道主体11上时，横条板211设置于流道主体11的上表面并覆盖U形流道111上盖板12未封闭的剩余部分，进液连通口2111a设置于横条板211流道主体11朝向上表面的一侧，竖条板212设置于流道主体11侧端面，出液连通口2121a设置于竖条板212上朝向流道主体11的侧端面的一侧，该结构设计实现了进出液件21分别与进液端口1111a和出液端口1112a的连通，设计结构简单。

优选地，进出液件21的横条板211和竖条板212为一体结构，横条板211和竖条板212相互垂直连接，使进出液件21和流道主体11连接方便。

为了使结构更加合理，参照图8并结合图6，横条板211设置有进液腔2111，进液腔2111设置有多个进液连通口2111a，多个进液连通口2111a与多个进液端口1111a一一对应连通，横条板211朝向流道主体11的上表面的一侧未设置进液连通口2111a的其他区域能够覆盖出液流道1112上未被盖板12覆盖的另一部分，冷却泵能够将冷却液泵入进液腔2111中，并能够充满进液腔2111后通过多个进液连通口2111a分别经多个进液端口1111a进入进液流道1111中；竖条板212设置有出液腔2121，出液腔2121设置有连通于出液腔2121和多个出液端口1112a之间的出液连通口2121a，出液流道1112中的冷却液通过多个出液端口1112a经出液连通口2121a进入出液腔2121内，再经出液腔2121回流至冷却泵。

在其他的实施例中，冷却液还可反向进行流动，可先通过出液腔2121进入U形流道111中，再经过进液腔2111流出。

为了提高对流式均温液冷板的冷却效率，进液腔2111和出液腔2121均设置有两个，多个进液连通口2111a分为两组，两组进液连通口2111a分别与两个进液腔2111连通，且一组进液连通口2111a与一部分进液端口1111a连通，另一组进液连通口2111a与另一部分进液端口1111a连通，在本实施例中，U形流道111设置有八个，进液连通口2111a设置有八个，八个进液连通口2111a分为两组，每组进液连通口2111a包括四个进液连通口2111a，依次间隔设置的前四个进液端口1111a分别与一组中的四个进液连通口2111a连通，后四个进液端口1111a分别另一组中的四个进液连通口2111a连通；两个出液腔2121分别设置有出液连通口2121a，一个出液连通口2121a连通一部分出液端口1112a，另一个出液连通口2121a连通另一部分出液端口1112a，一个出液连通口2121a连通依次间隔设置的前四个出液端口1112a，另一个出液连通口2121a连通后四个出液端口1112a，该结构中将八个U形流道111分为两组，并分别对两组U形流道111进行冷却液供应，提高了冷却液的流动效率。

优选地，进液腔2111的容积大于等于出液腔2121的容积。该结构使得进液的流速大于出液的流速，能够有效避免U形流道111中产生气泡。

为了方便进出液件21与冷却泵的连接，再参照图1，进出液组件2还包括进液接头22和出液接头23，进液接头22设置于进出液件21上并与进液腔2111连通，出液接头23设置于进出液件21上并与出液腔2121连通，进液接头22和出液接头23均与冷却泵连通。在本实施例中，进液接头22和出液接头23均设置两个，两个进液接头22分别与两个进液腔2111连通，两个出液接头23分别与两个出液腔2121连通。

可选地，为了防止冷却液回流，进液接头22设置有第一单向阀，第一单向阀被配置为从冷却泵到进液腔2111的方向上单向导通；出液接头23上设置有第二单向阀，第二单向阀被配置为从出液腔2121到冷却泵的方向上单向导通。

为了防止在U形流道111形成流动死区，参照图3，进液流道1111位于进液端口1111a的位置处设置有倾斜面1111b，冷却液通过进液端口1111a进入至进液流道1111中时，先经倾斜面1111b导向，以使冷却液快速流动，无流量的损失；且进液流道1111和过渡流道1113之间的拐角位置处以及出液流道1112和过渡流道1113之间的拐角位置处均设置成圆角，避免了冷却液在流动时产生流量损失，避免了产生流动死区。

可选地，盖板12朝向流道主体11的一面设置成花纹状，相比于平面能够增加冷却液与盖板12的接触面积，能够进一步提高散热效率。

可选地，盖板12朝向流道主体11的一面还可设置辅助流道，辅助流道与U形流道111结构相同，能够提高U形流道111的容积。

在其他的实施例中，也可取消进出液件21，直接采用多组管路分别连通进液端口1111a和冷却泵以及出液端口1112a和冷却泵。

本申请实施例中还提供了一种电池包，包括上述提供的对流式均温液冷板，其中，对流式均温液冷板可以作为电池包的底板，即，电池包的底板与对流式均温液冷板为一体式设计，当然，电池包的底板和对流式均温液冷板也可分体式设计，此时，可将对流式均温液冷板设置于电池包的底板和电池包之间。

电池包还包括电池、电池包框架和电池包上盖等结构，本申请实施例中对此不做限制，具体可参见现有技术中电池包的设计。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.对流式均温液冷板，其特征在于，包括：

流道板(1)，其内部设置有由外向内依次分布的多个U形流道(111)，且任意相邻的两个所述U形流道(111)中，一个所述U形流道(111)中的液体流动方向与另一个所述U形流道(111)中的液体流动方向相反，所述U形流道(111)包括进液流道(1111)、出液流道(1112)和连通于所述进液流道(1111)和所述出液流道(1112)之间的过渡流道(1113)；

进出液组件(2)，包括进出液件(21)，所述进出液件(21)设置有进液连通口(2111a)和出液连通口(2121a)，所述进液连通口(2111a)与所述进液流道(1111)连通，所述出液连通口(2121a)与所述出液流道(1112)连通。

2.根据权利要求1所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述流道板(1)包括流道主体(11)和盖板(12)，所述U形流道(111)设置于所述流道主体(11)的上表面，所述盖板(12)设置于所述流道主体(11)上并封闭所述U形流道(111)的一部分，以使所述进液流道(1111)在所述上表面形成进液端口(1111a)，所述出液流道(1112)贯穿所述流道主体(11)的侧端面，以使所述出液流道(1112)在所述侧端面形成出液端口(1112a)，所述进出液件(21)设置于所述流道主体(11)上，且所述进液连通口(2111a)与所述进液端口(1111a)连通，所述出液连通口(2121a)与所述出液端口(1112a)连通，所述上表面和所述侧端面垂直连接设置。

3.根据权利要求2所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进出液件(21)包括横条板(211)和竖条板(212)，所述横条板(211)设于所述上表面并覆盖所述U形流道(111)上的所述盖板(12)未封闭的剩余部分，所述进液连通口(2111a)设置于所述横条板(211)朝向所述上表面的一侧，所述竖条板(212)设于所述侧端面，且所述出液连通口(2121a)设于所述竖条板(212)朝向所述侧端面的一侧。

4.根据权利要求3所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述横条板(211)设置有进液腔(2111)，所述进液腔(2111)设置有多个所述进液连通口(2111a)，多个所述进液连通口(2111a)与多个所述进液端口(1111a)一一对应连通；所述竖条板(212)设置有出液腔(2121)，所述出液腔(2121)设置有所述出液连通口(2121a)，所述出液连通口(2121a)连通多个所述出液端口(1112a)。

5.根据权利要求4所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进液腔(2111)和所述出液腔(2121)均设置两个，多个所述进液连通口(2111a)分为两组，两组所述进液连通口(2111a)分别与两个所述进液腔(2111)连通，且一组所述进液连通口(2111a)与一部分所述进液端口(1111a)连通，另一组所述进液连通口(2111a)与另一部分所述进液端口(1111a)连通；两个所述出液腔(2121)均设置所述出液连通口(2121a)，一个所述出液连通口(2121a)连通一部分所述出液端口(1112a)，另一所述出液连通口(2121a)连通另一部分所述出液端口(1112a)。

6.根据权利要求4所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进出液组件(2)还包括进液接头(22)和出液接头(23)，所述进液接头(22)设置于所述进出液件(21)上并与所述进液腔(2111)连通，所述出液接头(23)设置于所述进出液件(21)上并与所述出液腔(2121)连通。

7.根据权利要求6所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进液接头(22)上设置有第一单向阀，所述第一单向阀被配置为从所述进出液件(21)之外到所述进液腔(2111)的方向上单向导通；所述出液接头(23)上设置有第二单向阀，所述第二单向阀被配置为从所述出液腔(2121)到所述进出液件(21)之外的方向上单向导通。

8.根据权利要求4所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进液腔(2111)的容积大于等于所述出液腔(2121)的容积。

9.根据权利要求2所述的对流式均温液冷板，其特征在于，所述进液流道(1111)位于所述进液端口(1111a)的位置处设置有倾斜面(1111b)；所述进液流道(1111)和所述过渡流道(1113)之间的拐角位置处以及所述出液流道(1112)和所述过渡流道(1113)之间的拐角位置处均设置成圆角。

10.电池包，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的对流式均温液冷板。