一种电池液冷板及液冷单元论文和设计-彭若轩

全文摘要

本实用新型涉及一种电池液冷板及液冷单元,电池液冷板包括总进、出液接头和至少两个并列排布的液冷单元，以及连通相邻液冷单元及总进、出液接头的连接管，所述液冷单元包括具有互相连通的进、出液通道的流道板、与流道板内进、出液通道连通的端部封头，端部封头上设有进、出液接头。最靠近总进、出液接头的液冷单元的进、出液接头上通过连接管与总进、出液接头连接，相邻液冷单元的进、出液接头上的进、出液接口之间通过连接管连接，可满足总进液接头通过连接管与多个液冷单元连通，且液冷单元数量的增加不会对整个电池液冷板的制造和装配难度产生影响，使整个电池液冷板可通过简单的减少和增加液冷单元的数量来适配不同尺寸和数量的电池模组。

主设计要求

1.一种液冷单元，包括前后延伸的流道板，流道板内设有前后延伸的冷却液流道，其特征在于：所述冷却液流道包括进、出液通道，所述进、出液通道在流道板的后端相互连通，所述进、出液通道在流道板的前端分别设有前端开口；液冷单元还包括连接在流道板前端的端部封头，端部封头中设有分别用于与进液通道的前端开口、出液通道的前端开口连通的第一、二通道，端部封头上还设有进、出液接头，所述进液接头上设有用于通过连接管与相邻液冷单元的进液接头和\/或液冷板的总进液接头连通的进液接口，所述出液接头上设有用于通过连接管与相邻的液冷单元的出液接头和\/或液冷板的总出液接头连通的出液接口；所述进液接头内设有连通第一通道与进液接口的进液腔，所述进液接头内设有连通第二通道与出液接口的出液腔。

设计方案

2.根据权利要求1所述的液冷单元，其特征在于：所述进液通道、出液通道在流道板的后端分别设有后端开口，所述流道板的后端设有尾部封头，尾部封头内设有连通所述进液通道的后端开口和所述出液通道的后端开口的连通腔。

3.根据权利要求1或2所述的液冷单元，其特征在于：所述进液接头上设有两个所述进液接口，所述进液接头上还设有用于与所述第一通道连通的第一进液口。

4.根据权利要求1或2所述的液冷单元，其特征在于：所述出液接头上设有两个所述出液接口，所述出液接头上还设有用于与所述第二通道连通的第二出液口。

5.一种电池液冷板，包括总进液接头、总出液接头、至少两个并列排布的液冷单元，以及连通相邻液冷单元、连通液冷单元与总进液接头、连通液冷单元与总出液接头的连接管，所述液冷单元包括前后延伸的流道板，流道板内设有前后延伸的冷却液流道，其特征在于：所述冷却液流道包括进、出液通道，所述进、出液通道在流道板的后端相互连通，所述进、出液通道在流道板的前端分别设有前端开口；液冷单元还包括连接在流道板前端的端部封头，端部封头中设有分别与进液通道的前端开口、出液通道的前端开口连通的第一、二通道，端部封头上还设有进、出液接头，所述进液接头设有进液接口、连通进液接口与第一通道的进液腔，相邻的液冷单元的进液接头的进液接口之间通过连接管连接，最靠近总进液接头的液冷单元的进液接头的进液接口通过连接管与总进液接头连接，所述出液接头设有出液接口、连通出液接口与第二通道的出液腔，相邻的液冷单元的出液接头的出液接口之间通过连接管连接，最靠近总出液接头的液冷单元的出液接头的出液接口通过连接管与总出液接头连接。

6.根据权利要求5所述的电池液冷板，其特征在于：所述进液通道、出液通道在流道板的后端分别设有后端开口，所述流道板的后端设有尾部封头，尾部封头内设有连通所述进液通道的后端开口和所述出液通道的后端开口的连通腔。

7.根据权利要求5或6所述的电池液冷板，其特征在于：所述进液接头上设有两个所述进液接口，所述进液接头上还设有用于与所述第一通道连通的第一进液口。

8.根据权利要求5或6所述的电池液冷板，其特征在于：所述出液接头上设有两个所述出液接口，所述出液接头上还设有用于与所述第二通道连通的第二出液口。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池液冷板及液冷单元。

背景技术

现有的新能源汽车用动力电池能量密度高、功率大，可满足对新能源汽车续航时间长以及充电时间短的要求，但这类电池的安全性在各类电池中相对较低，电池在工作的过程中，温度上升快带来的安全隐患不容忽视。目前，市场上的风冷系统由于散热慢，已经不能满足电池散热的需求，越来越多的电池都在电池包里配备液冷系统，用以满足降温需求。授权公告号为CN207994007U的一篇中国实用新型专利文件中公开了一种电动汽车动力电池液冷板，该电池液冷板包括互相平行设置的多个挤压扁管，在挤压扁管两端分别对应设置有与挤压扁管插接配合的第一集流管和第二集流管,第一集流管和第二集流管上设有腰型槽插孔，挤压扁管通过腰型槽插孔插入第一集流管和第二集流管内，在所述第一集流管和第二集流管的两端分别设置堵盖，第一集流管上设置进液口，第二集流管上设置出液口，所述挤压扁管的正面设置一均热板，外部电池模组底座接在所述均热板的表面。流经挤压扁管的冷却液通过均热板带走电池模组的热量，提升动力电池整体的换热效率，改善液冷板表面温度的均匀性。上述各挤压扁管即为组成整个液冷板的板体单元，由于各板体单元与集流管上的插孔插配，也即集流管上的插孔数量就决定了板体单元的数量，若需变更电池包内电池模组的数量和尺寸，就必须更换拥有对应插孔数量的集流管，才能够和相应数量的挤压扁管进行适配，但是不同插孔数量的集流管需要单独制造，插孔越多对集流管的质量要求较高而导致制造难度增加，并且挤压扁管与集流管插接处的焊接要求较高而导致组装难度增加，以上制造、组装难度的增加降低了此类液冷板的适用范围。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种液冷单元，用以解决现有技术中不同数量的液冷单元难以组合的技术问题；相应的本实用新型的目的还在于提供一种电池液冷板，用于解决现有技术中电池液冷板难以适配不同尺寸和数量的电池模组的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型液冷单元的技术方案是：液冷单元包括前后延伸的流道板，流道板内设有前后延伸的冷却液流道，所述冷却液流道包括进、出液通道，所述进、出液通道在流道板的后端相互连通，所述进、出液通道在流道板的前端分别设有前端开口；液冷单元还包括连接在流道板前端的端部封头，端部封头中设有分别用于与进液通道的前端开口、出液通道的前端开口连通的第一、二通道，端部封头上还设有进、出液接头，所述进液接头上设有用于通过连接管与相邻液冷单元的进液接头和\/或液冷板的总进液接头连通的进液接口，所述出液接头上设有用于通过连接管与相邻的液冷单元的出液接头和\/或液冷板的总出液接头连通的出液接口；所述进液接头内设有连通第一通道与进液接口的进液腔，所述进液接头内设有连通第二通道与出液接口的出液腔。

本实用新型的有益效果是：上述进、出液接头上设有用于通过连接管与相邻液冷单元和\/或总进、出液接头连通的进、出液接口，可满足总进、出液接头通过连接管与单个液冷单元连通，还可满足总进、出液接头通过连接管与多个液冷单元连通，当增加液冷单元数量时，多个液冷单元之间通过多根连接管连通。这两种液冷单元组合的方式都是通过连接管连接，液冷单元数量的增加不会对整个液冷单元组合的制造和装配产生影响，与现有技术先比，本实用新型的液冷单元使不同数量的液冷单元之间的组合简单易装配。

作为对上述流道板的进一步限定，所述进液通道、出液通道在流道板的后端分别设有后端开口，所述流道板的后端设有尾部封头，尾部封头内设有连通所述进液通道的后端开口和所述出液通道的后端开口的连通腔。尾部封头的设置满足进液通道与出液通道之间连通的同时，能够保证进、出液通道之间以及冷却液通道整体的密封性能，便于流道板以及整个液冷单元的加工和制造。

作为对上述进液接头的进一步限定，所述进液接头上设有两个所述进液接口，所述进液接头上还设有用于与所述第一通道连通的第一进液口。上述进液接口和第一进液口满足相邻两个液冷单元中的进液通道以及总进液接头与液冷单元中进液通道的连通。

作为对上述出液接头的进一步限定，所述出液接头上设有两个所述出液接口，所述出液接头上还设有用于与所述第二通道连通的第二出液口。上述出液接口和第一出液口满足相邻两个液冷单元中的出液通道以及总出液接头与液冷单元中出液通道的连通。

为实现上述目的，本实用新型电池液冷板的技术方案是：电池液冷板包括总进液接头、总出液接头、至少两个并列排布的液冷单元，以及连通相邻液冷单元、连通液冷单元与总进液接头、连通液冷单元与总出液接头的连接管，所述液冷单元包括前后延伸的流道板，流道板内设有前后延伸的冷却液流道所述冷却液流道包括进、出液通道，所述进、出液通道在流道板的后端相互连通，所述进、出液通道在流道板的前端分别设有前端开口；液冷单元还包括连接在流道板前端的端部封头，端部封头中设有分别与进液通道的前端开口、出液通道的前端开口连通的第一、二通道，端部封头上还设有进、出液接头，所述进液接头设有进液接口、连通进液接口与第一通道的进液腔，相邻的液冷单元的进液接头的进液接口之间通过连接管连接，最靠近总进液接头的液冷单元的进液接头的进液接口通过连接管与总进液接头连接，所述出液接头设有出液接口、连通出液接口与第一通道的出液腔，相邻的液冷单元的出液接头的出液接口之间通过连接管连接，最靠近总出液接头的液冷单元的出液接头的出液接口通过连接管与总出液接头连接。

本实用新型的有益效果是：上述最靠近总进、出液接头的液冷单元的进、出液接头上的进、出液接口通过连接管与总进、出液接头连接，相邻液冷单元的进、出液接头上的进、出液接口之间通过连接管连接，可满足总进液接头通过连接管与多个液冷单元连通，且液冷单元数量的增加不会对整个电池液冷板的制造和装配难度产生影响，使整个电池液冷板可通过简单的减少和增加液冷单元的数量来适配不同尺寸和数量的电池模组。

作为对上述流道板的进一步限定，所述所述进液通道、出液通道在流道板的后端分别设有后端开口，所述流道板的后端设有尾部封头，尾部封头内设有连通所述进液通道的后端开口和所述出液通道的后端开口的连通腔。尾部封头的设置满足进液通道与出液通道之间连通的同时，能够保证进、出液通道之间以及液冷单元整体的密封性能，便于流道板、液冷单元以及整个电池液冷板的加工和制造。

作为对上述进液接头的进一步限定，所述进液接头上设有两个所述进液接口，所述进液接头上还设有用于与所述第一通道连通的第一进液口。上述进液接口和第一进液口满足电池液冷板中相邻两个液冷单元中的进液通道以及总进液接头与液冷单元中进液通道的连通。

作为对上述出液接头的进一步限定，所述出液接头上设有两个所述出液接口，所述出液接头上还设有用于与所述第二通道连通的第二出液口。上述出液接口和第一出液口满足足电池液冷板中相邻两个液冷单元中的出液通道以及总出液接头与液冷单元中出液通道的连通。

附图说明

图1为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的仰视图；

图4为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中流道板的具体结构示意图；

图5为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中端部封头的具体结构示意图；

图6为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中尾部封头的具体结构示意图；

图7为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中进液接头的具体结构示意图；

图8为本实用新型提供的电池液冷板具体实施例中连接管的具体结构示意图；

图中，1-总进液接头，2-总出液接头，3-流道板，31-进液通道，32-出液通道，4-端部封头，41-第一通道，42-第二通道，43-通孔，5-尾部封头，51-凹槽，52-圆孔，6-圆头螺钉，7-进液接头，71-进液接口，72-第一进液口，8-出液接头，9-中空管道，10-管道接头，101-连接法兰，102-密封槽，13-硅胶导热垫。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的电池液冷板的具体实施例，如图1至图3所示，电池液冷板包括三个并列排布的液冷单元，液冷单元分别固定在电池箱（未画出）内，用于给电池模组（未画出）散热，相邻液冷单元之间通过连接管连接，在处于边缘位置的液冷单元上通过连接管连接有总进液接头1和总出液接头2，该总进液接头1和总出液接头2固定在电池箱的箱壁上，通过总进液接头1向整个电池液冷板内通入冷却液，并由总出液接头2处排出，通过流动的冷却液带走电池模组产生的热量，从而给电池模组降温。

上述液冷单元包括长度方向沿前后方向延伸的长方体形状的流道板3，如图4所示，该流道板3通过型材拉制或者机加而成，其长度与对应的电池模组的长度相同，宽度大于对应电池模组宽度的一半，并小于对应电池模组的一个宽度，流道板3的高度在5~10mm之间，流道板3内设有沿前后方向延伸的冷却液流道，该冷却液流道包括沿流道板3宽度方向并列排布的进液通道31和出液通道32，该进液通道31和出液通道32分别在流道板3的后端开设有对应的后端开口，在流道板3的后端还设有通过搅拌摩擦焊连接的尾部封头5，该尾部封头5的具体结构如图6所示，尾部封头5具有与流道板3连接的侧面，该侧面上设有凹槽51，该凹槽51用于连通流道板3上的进液通道31的后端开口和出液通道32的后端开口，可对进液通道31内的冷却液导向，使其流入出液通道32以满足流道板3内的进液通道31和出液通道32在流道板3的后端相互连通。在尾部封头5的两侧各设有圆孔52，用于穿装与相应电池箱固连的螺栓。

其他实施例中，在流道板与端部封头为一体式结构，流道板内设有沿前后方向延伸的冷却液流道，且在流道板内中间设有隔板，该隔板将冷却液流道分隔为沿前后方向延伸的进液通道和出液通道，隔板在流道板的后端与流道板之间留有一定间隙，满足进液通道与出液通道相互连通。

本实施例中，如图4所示，在流道板3的前端设有分别与进液通道31和出液通道32连通的前端开口，在流道板3的前端还设有通过搅拌摩擦焊连接的端部封头4，端部封头4的具体结构如图5所示，端部封头4内设有用于与流道板3上进液通道31的前端开口和出液通道32的前端开口分别连通的流体通道，该流体通道包括连通流道板3进液通道31的第一通道41和连通流道板3出液通道32的第二通道42，流体通道上远离第一通道41和第二通道42的开口朝上。在端部封头4的两侧各设有通孔43，用于穿装与相应电池箱固连的紧固螺栓。上述端部封头4上的通孔43与尾部封头5上的圆孔52组成该电池液冷板上与相应电池箱固连的紧固连接结构，该紧固连接结构用于与紧固螺栓配合，限制电池液冷板在电池箱内的移动，增加整个电池箱内部结构的稳定性。

本实施例中，如图1至图3所示，端部封头4上还设有通过圆头螺钉6连接的进液接头7和出液接头8，上述流道板3、与流道板3对应连接的端部封头4和尾部封头5以及与端部封头4上固连的进液接头7和出液接头8，组成电池液冷板上的一个液冷单元。其他实施例中，端部封头与进液接头、出液接头为一体式结构，简化整个液冷板的装配工序且便于密封，与本实施例中通过圆头螺钉连接的分体式结构相比，本实施例中组成液冷板的各个结构便于加工。

本实施例中，进液接头7和出液接头8的结构相同，此处先介绍进液接头7，如图7所示，本实施例中，进液接头7上设有沿图1中左右方向布置的两个进液接口71，进液接头7上还设有进液腔，该进液腔为纵截面是T形的三通腔，T形的三通腔上部左右连通两个进液接口71，下部开口为与端部封头4上的第一通道41连通的第一进液口72，以满足从进液接口71进入的冷却液可进入流道板3的进液通道31内。如图1所示，处于中间位置的液冷单元上的进液接头7上的进液接口71通过连接管与左右相邻液冷单元上的进液接头7连接；靠近总进液接头1位置的液冷单元上的进液接头7上的其中一个进液接口71通过连接管与总进液接头1连接，另一个进液接口71通过连接管与相邻液冷单元上的进液接头7连接；远离总进液接头1位置的液冷单元上的进液接头7上的其中一个进液接口71通过连接管与相邻液冷单元上的进液接头7连接，另一个进液接口71通过密封堵头封堵，以满足整个电池液冷板的密封性能。出液接头8与进液接头7的结构相对应，如图1所示，处于中间位置的液冷单元上的出液接头8上的出液接口通过连接管与左右相邻液冷单元上的出液接头8连接；靠近总出液接头2位置的液冷单元上的出液接头8上的其中一个出液接口通过连接管与总出液接头2连接，另一个出液接口通过连接管与相邻液冷单元上的出液接头8连接；远离总出液接头2位置的液冷单元上的出液接头8上的其中一个出液接口通过连接管与相邻液冷单元上的出液接头8连接，另一个出液接口通过密封堵头封堵，以满足整个电池液冷板的密封性能。

其他实施例中，电池液冷板仅包括并列布置的两个液冷单元，与本实施例中液冷板的区别在于不包含位于两个液冷单元中间位置的液冷单元，而且远离总进液接头的液冷单元与靠近总进液接头的液冷单元之间通过连接管连通。

本实施例中，上述连接管的具体结构如图8所示，连接管包括中空管道9和连接在中空管道9两端且与中空管道9的中心通道连通的管道接头10，该管道接头10上设有用于与进、出液接头通过螺钉固连的连接法兰101，连接法兰101的连接侧面上设有用于安装密封圈的密封槽102，用以保证连接管与进、出液接头之间的密封性能，与总进液接头1连接的连接管满足从连接管的中心通道内流过的冷却液可经过多个液冷单元流道板3内的进液通道31和出液通道32，并从与总出液接头2连接的连接管的中心通道内流出，构成单向冷却液流回路。

本实施例中，电池液冷板中液冷单元的数量为三个，以使整个电池液冷板适配相应尺寸和数量的电池模组，若增加电池模组的数量或尺寸，可在液冷板中远离总进液接头和靠近总进液接头的液冷单元中间通过连接管增加液冷单元的数量，而且增加液冷单元的尺寸与相应电池模组的尺寸相匹配。由于液冷单元之间通过连接管可拆连接，液冷单元数量的增加不会对整个电池液冷板的制造和装配难度产生影响，使整个电池液冷板可通过简单的减少和增加液冷单元的数量来适配不同尺寸和数量的电池模组。

本实施例的电池液冷板中，如图1所示，在每个流道板3上与电池模组接触的面上设有导热垫，该导热垫具体为硅胶导热垫13，硅胶导热垫13的厚度为1mm，导热系数为1 W\/(m·K)，其他实施例中，该硅胶导热垫只需要满足厚度为1-2mm，导热系数大于1 W\/(m·K)即可。本实施例中，硅胶导热垫13紧贴在流道板3上，位于电池模块和流道板3之间，增加电池模组和流道板3之间的导热效率，对电池模组也能起到一定的缓冲作用。

本实施例中的电池液冷板装配的过程，先将端部封头、流道板和尾部封头5通过搅拌摩擦焊连接在一起，其次将进、出液接头通过圆头螺钉固定在端部封头上，以组成单个液冷单元，再将硅胶导热垫贴在流道板上与电池模组接触的侧面上，然后依据电池模组的数量和电池模组之间的间隔选择液冷单元的数量以及连接管的长度，通过连接管将液冷单元的进、出液接头连接，再通过连接管与固定在电池箱箱壁上的进、出液密封接头连接，即组成整个电池液冷板。

本实用新型的电池液冷板在电池模组处于高温环境下通入冷却液，可为电池模组散热，在电池模组处于低温环境下通入常温液体，可为电池模组加热，以保证电池模组以最佳性能工作，且本实用新型的电池液冷板由连接管连接液冷单元组成，可以通过连接管连接不同尺寸和不同数量的液冷单元，以适配具有不同尺寸和不同数量电池模组的电池箱，即只需改变液冷单元的数量来适配不同尺寸和数量的电池模组，使整个电池液冷板具有较好的适配性。

本实用新型的液冷单元的具体实施例中液冷单元的具体结构与上述电池液冷板具体实施例中液冷单元的具体结构相同，此处不再赘述，需要说明的是，在上述液冷板具体实施例中液冷单元以不同数量组合的方式基础上，单个液冷单元上进液接头的其中一个进液接口可通过连接管与总进液接头连接，另一个进液接口通过密封堵头封堵，出液接头的其中一个出液接口可通过连接管与总出液接头连接，另一个出液接口通过密封堵头封堵以使单个液冷单元通过连接管与总进、出液接头连接组成整个液冷板结构，用以适配相应尺寸的电池模组，使不同数量的液冷单元之间的组合简单易装配。

设计图

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