一种液冷板、电池包、电动汽车及储能装置的制作方法

本发明涉及动力电池领域，具体涉及一种液冷板、电池包、电动汽车及储能装置。

背景技术：

动力电池是电动汽车重要组成部分，高电压的动力电池在工作状态下会发出大量热能，因此，良好的散热系统是保证动力电池充放电性能及寿命的重要系统，液冷板是热管理系统的关键部件。

在传统的液冷板中，液冷板流道从进水口到出水口各部分的截面采用等宽度设计。由于流道较长，冷却介质流经液冷板过程中被加热，冷却介质的温度沿液冷介质的流经方向逐渐上升，这样冷却介质沿着其流经方向的降温能力就会逐渐下降，必然导致液冷板进水区域的电池与出水区域的电池存在温差，过大的温差会损害电池的性能并缩短其使用寿命。

因此，急需提供一种液冷板、电池包、电动汽车及储能装置解决现有技术中存在的电池在液冷板进水区域处和电池在出水区域处存在温差的技术问题。

技术实现要素：

本发明提供一种液液冷板、电池包、电动汽车及储能装置，旨在解决现有技术中存在的电池在液冷板进水区域处和电池在出水区域处存在温差的技术问题。

本发明提供一种液冷板，用于对电池进行降温，所述液冷板包括：盖板、底板、进水管道和出水管道，所述底板固定连接于所述盖板，所述进水管道和所述出水管道固定连接于所述盖板，所述底板包括底板本体及开设在所述底板本体上供冷却介质流经的一进水槽、一出水槽和间隔设置的多条流道槽，所述底板本体固定于所述盖板；所述进水管道与所述进水槽连通，所述出水管道与所述出水槽连通，各所述流道槽的两端分别与所述进水槽和所述出水槽连通；其中，所述进水槽的宽度大于所述出水槽的宽度。

在本发明一种可能的实现方式中，各所述流道槽上间隔设置有多个凸台，个所述凸台固定连接于所述流道槽的底部，各所述凸台的高度小于所述流道槽的深度。

在本发明一种可能的实现方式中，沿冷却介质流动方向，各所述凸台等距间隔设置。

在本发明一种可能的实现方式中，沿冷却介质流动方向，各所述凸台间的间距逐渐减小。

在本发明一种可能的实现方式中，所述底板本体包括水平部和沿靠近所述盖板方向凸设于所述水平部表面的竖直部，所述竖直部固定连接于所述水平部，所述进水槽、所述出水槽和所述多条流道槽均开设于所述水平部上，所述盖板底部抵接于所述水平部，所述盖板侧部抵接于所述竖直部，且所述盖板与所述竖直部固定连接。

在本发明一种可能的实现方式中，所述竖直部沿靠近盖板方向的长度与所述盖板的板厚相同。

在本发明一种可能的实现方式中，所述液冷板还包括与所述多个流道槽一一对应的多个流量阀、用于检测电池温度的多个温度传感器以及控制器，所述多个流量阀和所述多个温度传感器分别与所述控制器通信连接，所述控制器用于接收所述多个温度传感器检测到的所述电池的温度，并控制所述多个流量阀的开度，以调节所述电池的温度。

在本发明一种可能的实现方式中，所述电池设置于所述盖板的上方，所述多个温度传感器设置于所述电池和所述盖板之间，每一所述流道槽对应至少两个所述温度传感器。

在本发明一种可能的实现方式中，所述盖板的板厚为1mm-5mm，所述底板的板厚为3mm-10mm，各所述流道槽的深度为2mm-5mm，各所述流道槽的宽度为8mm-15mm，各所述流道槽的长度与电池的长度相同。

本发明还提供了一种电池包，包括多个电池、绝缘导热垫以及如上述任一实现方式中的液冷板，所述绝缘导热垫设置在所述盖板与所述多个电池之间。

本发明还提供了一种电动汽车，所述电动汽车包括液冷板，所述液冷板为上述任一实现方式中的液冷板。

本发明还提供了一种储能装置，所述储能装置包括液冷板，所述液冷板为上述任一实现方式中的液冷板。

本发明通过设置液冷板的进水槽的宽度大于出水槽的宽度，实现当进入液冷板的冷却介质流量一定的情况下，出水槽的冷却介质的流速大于进水槽的冷却介质的流速，从而提高了靠近出水槽位置处的电池的换热效率，使得电池在靠近进水槽处和电池在靠近出水槽处的温差较小，提高液冷板的冷却均匀性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本发明实施例提供的液冷板的整体结构爆炸图；

图2是本发明实施例提供底板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的流道槽内凸台的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的的流道槽内凸台的另一结构示意图；

图5是本发明实施例提供的液冷板的另一角度结构示意图；

图6是本发明实施例提供的流量阀的位置示意图；

图7是本发明实施例提供的流量阀的工作原理示意图；

图8是本发明实施例提供的电池包的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本发明中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本发明所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本发明实施例提供一种液冷板、电池包、电动汽车及储能装置，以下进行详细说明。

如图1所示，液冷板10包括：盖板100、底板200、进水管道300和出水管道400，底板200固定连接于盖板100，进水管道300和出水管道400固定连接于盖板100，底板200包括底板本体210及开设在底板本体210上供冷却介质流经的一进水槽220、一出水槽230和间隔设置的多条流道槽240，底板本体210固定连接于盖板100，各条流道槽240的两端分别与进水槽220和出水槽230连通，进水管道300与进水槽220连通，出水管道400与出水槽230连通；其中，进水槽220的宽度大于出水槽230的宽度。

本发明实施例通过设置液冷板10的进水槽220的宽度大于出水槽230的宽度，实现当进入液冷板10的冷却介质流量一定的情况下，出水槽230的冷却介质的流速大于进水槽220的冷却介质的流速，从而提高了靠近出水槽230位置处的电池的换热效率，使得电池在靠近进水槽220处和电池在靠近出水槽230处的温差较小，提高液冷板10的冷却均匀性。

且如图1所示，进水槽220平行于出水槽230，各流道槽240垂直于出水槽230，且各流道槽240等距间隔设置。通过上述设置，在面积相同的底板200上，可布置更多的流道槽240，即：提高了底板200的空间利用率。

需要说明的是，为了进一步提高靠近出水槽230处的冷却介质的流速，在本发明的一些实施例中，如图2所示，沿冷却介质流动方向，每一流道槽240的宽度逐渐减小。

进一步地，为了提高液冷板10的冷却效果，在本发明的一些实施例中，如图3所示，每一流道槽240上间隔设置有多个凸台241，各凸台241固定连接于每一流道槽240的底部，每一凸台241的高度小于流道槽240的深度。

通过在各流道槽240的底部间隔设置多个凸台241，可改变冷却介质在每一流道槽240内的流动状态，具体地，若不设置凸台241，则冷却介质在流道槽240内的流动状态为稳流，而若设置凸台241，则当冷却介质在流道槽240内流动碰到凸台241时，冷却介质在凸台241处翻滚，变为湍流，湍流相比稳流热传导系数更高，从而可提高冷却介质的换热效率，进而实现提高液冷板10的冷却效果。同时，通过设置凸台241还可增加液冷板10整体的强度。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，如图3所示，各凸台241均包括第一端2411和第二端2412，各流道槽240均包括第一侧边2401和第二侧边2402，各流道槽240内的各凸台241的第一端2411与流道槽240的第一侧边2401之间的距离均相等，各流道槽240内的各凸台241的第二端2412与流道槽240的第二侧边2402的距离也均相等。

进一步地，为了简化制造过程，各流道槽240内的各凸台241的第一端2411与流道槽240的第一侧边2401之间的距离为0，和/或，各流道槽240内的各凸台241的第二端2412与流道槽240的第二侧边2402的距离为0。

需要说明的是：每一流道槽240内的各凸台241沿流道槽240宽度方向上的长度可以相等，也可以不相等。

需要说明的是：在本发明的一些实施例中，沿冷却介质流动方向，各流道槽240内的各凸台241等距间隔设置，但为了进一步提高液冷板10的冷却效果，沿冷却介质流动方向，每一流道槽240内的各凸台241间的间距逐渐减小，随着各凸台241间间距的减小，冷却介质翻滚的程度更大，从而使得冷却介质的换热效率更高，进而实现提高液冷板10冷却效果的目的。

为了进一步提高液冷板10的冷却效果，在本发明的一些实施例中，如图4所示，每一流道槽240内的各凸台241交错设置，即：设置在同一流道槽240内的相邻两个凸台241，其中一个凸台241的第一端2411固定连接于流道槽240的第一侧边2401，另一个凸台241的第二端2412固定连接于流道槽240的第二侧边2402。通过上述设置，可有效改变流道槽240内冷却介质的流动方向，促使流体回转弯曲流动，并在回转弯曲的流动过程中与直线流动的流体产生冲击，形成湍流，冷却介质流动状态为湍流时，可增加冷却介质的导热系数，实现更好的导热效果，从而可达到进一步提高液冷板10冷却效果的目的。

应当理解的是，凸台241的横截面可为矩形、梯形、半圆形等形状中的任意一种。当凸台241的横截面为矩形或梯形时，需对凸台241进行倒圆角，避免在冷却介质的冲击下，造成凸台241的损坏，影响冷却效果。

其中，凸台241的尺寸可根据实际需求进行调整，在此不做具体限定。

进一步地，如图5所示，底板本体210包括水平部211和沿靠近盖板100方向凸设于水平部211表面的竖直部212，竖直部212固定连接于水平部211，进水槽300、出水槽400和多条流道槽240均开设于水平部211上，盖板100底部抵接于水平部211，盖板100侧部抵接于竖直部212，且盖板100与竖直部212固定连接。

通过上述设置，竖直部212对盖板100起到限位作用，盖板100和底板200进行固定时，仅需将盖板100放置于水平部211上即可，简化了液冷板安装过程。同时，由于增设了竖直部212，可降低液冷板10漏液的风险，提高液冷板10的安全可靠性。

应当理解的是：盖板100与竖直部212可以采用紧固件固接，即在盖板100以及竖直部212上开设通孔，将紧固件穿过盖板100与竖直部212上的通孔进行紧固。紧固件可以采用螺丝或铆钉等，将盖板100和竖直部212固定连接。

盖板100和竖直部212也可以采用焊接的方式进行固定连接。通过焊接的方式实现盖板100和竖直部212的固定连接，可以不需要密封胶或密封垫圈等结构对盖板100和竖直部212连接处进行密封，简化结构，可避免冷却介质漏出，提高液冷板10的安全可靠性。

进一步地，为了避免冷却介质发生回流现象，影响液冷板10的冷却效果，在本发明的一些实施例中，沿冷却介质流经方向，水平部211与盖板100之间形成倾斜角。

优选地，倾斜角的范围为5°-20°。

进一步地，如图5所示，竖直部212沿靠近盖板100方向的长度与盖板100的板厚相同。通过上述设置，可提高液冷板10的空间利用率。

具体地，在本发明的一些实施例中，盖板100的板厚为1mm-5mm，底板200的板厚为3mm-10mm，每一流道槽240的深度为2mm-5mm，每一流道槽240的宽度为8mm-15mm，每一流道槽240的长度与电池的长度相同。

优选地，盖板100的板厚为2mm，底板200的板厚为5mm，每一流道槽240的深度为3mm，每一流道槽240的宽度为10mm。

进一步地，为了提高电池整体温度的均匀性，在本发明的一些实施例中，如图6和图7所示，液冷板10还包括与该多个流道槽240一一对应的多个流量阀500、用于检测电池温度的多个温度传感器600以及控制器700，该多个流量阀500和该多个温度传感器600分别与控制器700通信连接，控制器700用于接收该多个温度传感器600检测到的电池的温度，并控制该多个流量阀500的开度，以调节电池的温度。

具体地，控制器700内预设有电池的温度与流量阀500的开度之间的对应关系，当控制器700接收到温度传感器600检测到的电池的温度时，控制器700生成控制指令指示流量阀500的开度，通过控制流量阀500的开度，控制进入每一流道槽240内的冷却介质的流量，从而实现对电池温度的调节。

在本发明的一些实施例中，每一流道槽240对应一个温度传感器600，通过这一温度传感器600和与之对应的流量阀500以及控制器700，实现对每一流道槽240的冷却介质流量的控制。

但当电池沿冷却介质流经方向的长度较长时，当每一流道槽240仅对应一个温度传感器600时，则无法实现对电池各个位置处温度的实时检测，导致沿冷却介质流经方向，电池存在温差。

因此，在本发明的一些实施例中，每一流道槽240对应至少两个温度传感器600，当至少两个温度传感器600中任意一个检测到的电池的温度超过阈值温度时，则通过控制器700可流量阀500增加进入这一流道槽240内的冷却介质的流量，进一步提高液冷板10的冷却效果，实现电池温度的均匀性。

应当理解的是：每一流道槽240对应的温度传感器600的个数可根据电池的长度和宽度进行适应性调整，以实现电池温度的均匀性，在此不做具体限定。

还应当理解的是，当液冷板10用于冷却带有控制系统的电池时，控制器700可以是电池的控制系统。例如：当液冷板10对电池包进行冷却时，由于电池包自带电池包管理系统(batterymanagementsystem，bms)，则液冷板10无需设置控制器700，直接将该多个温度传感器600和该多个流量阀500与bms通信连接即可，简化液冷板10的结构。

需要说明的是，在本发明的一些实施例中，电池设置于盖板100上，该多个温度传感器600设置于电池和盖板100之间。

还需要说明的是，在本发明的实施例中，液冷板10内流经的液冷介质是水，其成本低廉。

进一步需要说明的是，当电池的温度低于电池的工作温度时，液冷板10还可对电池进行加热，保证电池的正常使用，具体地，通过外部加热装置对冷却介质进行加热，通过冷却介质与电池之间的换热，实现提高电池温度的目的。

如图8所示，本发明实施例还提供了一种电池包1，电池包1包括多个电池20、绝缘隔热垫20以及上述任一实施例中的液冷板10，绝缘导热垫30设置在盖板100与该多个电池20之间。

通过设置绝缘导热垫30，可增加该多个电池20与液冷板10之间的接触面积，从而增加换热效率，对该多个电池20进行有效降温。同时，通过设置绝缘导热垫30，还可在该多个电池20，和/或液冷板10受到冲击时，起到缓冲作用，防止损坏液冷板10或电池20，进一步提高电池包1的安全性。

在本发明的一些实施例中，绝缘导热垫30由硅胶制成。

本发明实施例的进水槽220的宽度较大，冷却介质的流通截面大，冷却介质流速低，换热系数小，出水槽230的宽度较小，冷却介质的流通截面小，冷却介质流速大，换热系数大。虽然沿冷却介质流经方向，冷却介质被加热温度逐渐上升，但由于进水槽220的宽度大于出水槽230的宽度，使得冷却介质流速上升，因此换热系数逐渐增大，换热系数的提升能弥补因冷却介质温度上升带来的换热效果变差缺陷，从而改善靠近出水槽230位置处的电池20的降温效果，使得靠近出水槽230位置处的电池20的降温效果和靠近进水槽220位置处的电池20的降温效果基本一致，消除了电池20在靠近进水槽220位置和靠近出水槽230位置之间的温差，可以提高了电池包1的性能，延长电池包1的使用寿命。

需要说明的是，本发明实施例中该多个电池20中的各个电池20尺寸均相同，具体地，电池20的长度为600mm-1200mm，电池20的长度是电池20宽度的4-20倍，优选地，电池20的宽度是液冷板10流道槽240宽度的整数倍，即：避免同一流道槽240同时冷却相邻两个电池20，造成若要对一个电池20的温度进行调节时，影响另一电池20的温度，提高液冷板10温度调节的精确度。

本发明实施例还提供了一种电动汽车，电动汽车包括上述任一实施例中的液冷板10。

本发明实施例还提供了一种储能装置，储能装置包括上述任一实施例中的液冷板10。

综上，本发明实施例通过设置液冷板10的进水槽220的宽度大于出水槽230的宽度，实现当进入液冷板10的冷却介质流量一定的情况下，出水槽230的冷却介质的流速大于进水槽220的冷却介质的流速，从而提高了靠近出水槽230位置处的电池的换热效率，使得电池在靠近进水槽220处和电池在靠近出水槽230处的温差较小，提高液冷板10的冷却均匀性；同时，通过设置凸台241及凸台241的设置方式，进一步提高液冷板10的冷却效果；并且，本发明实施例还设置流量阀500、温度传感器600和控制器700，对电池多个位置的温度进行实施检测，实现电池温度的均匀性。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，在此不再赘述。

以上对本发明实施例所提供的一种液冷板及电池包进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的结构及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。