[发明专利]一种应用于动力电池液冷系统的直角型变结构冷却板

说明书

本发明公开了一种应用于动力电池液冷系统的直角型变结构冷却板，这种冷却板包含平行设置的两条流道，其流道包括多段直管段，其直管段的段数为奇数，且相邻的直管段之间通过直角作为拐角相连并呈连续变化；本发明还公开了一种带液冷组件的动力电池模组，其包括电池单体、绝缘导热片、冷却板、汇流排以及固定套件，电池单体并行排列且留有一定间隔，极耳位置扣装汇流排，并在两侧依次设置绝缘导热片和冷却板，然后通过固定套件限位固定。本发明能将电池温度控制在合理范围内的同时，进一步降低了电池模组内的温差。

技术领域

本发明涉及新能源动力电池技术领域，具体涉及一种应用于动力电池液冷系统的直角型变结构冷却板。

背景技术

锂离子电池因具有自身单体电压高、比能量大、适宜工作温度范围大、使用寿命长等优点，成为了替代化石燃料的清洁能源首选，被广泛应用于新能源电动汽车上作为动力电池。

动力电池是电动汽车的动力源，其性能的发挥直接影响电动汽车动力性、经济性和安全性。温度过高，会加快电池副反应的进行和性能的衰减，严重时甚至会引起电池热失控从而会引发燃烧、爆炸等事故；温度过低，电池释放的能量和容量会显著降低，甚至引起电池容量不可逆性衰减。因此，对于电动汽车而言，动力电池是成组的，通过串或并的方式连接在一起，各单体之间温差(一致性)对电动汽车影响大，若一个单体损坏，电动汽车就将无法正常运行；对于锂离子电池的安全性而言，将其温度控制在合理范围内是极其关键的；合理高效的热管理系统能将电池温度和一致性控制在合理范围内，改善电池的性能和延长其使用寿命，从而保障电动汽车安全可靠地运行。因此，对动力(锂离子)电池模组的热管理进行研究具有重要理论和现实意义。其中热管流道结构研究对温度控制和温度一致性具有关键性影响。

目前，根据传热介质不同，可将动力电池热管理系统的冷却方式分为风冷、液冷、相变冷却式三大类。其中，风冷由于其自身的散热局限性，很难满足电池高负荷工况下散热要求；液冷凭借其较高的冷却效率和可靠性，得到广泛应用；相变材料冷却可很好地维持电池组的温度均匀型，但大部分相变材料热导率不高，成本较高。因此，采用液冷热管理结构进行动力电池散热被认为是整车热管理系统结构设计的首要选择。

当前动力电池液冷系统的冷却板流道结构主要有S型、回型、多流道并行结构等几大类，并可在此基础上改变进出口数量和位置分布、冷却板流道数目、流道的线型及间距等参数。其中，S型、回型冷却板有着较好的温差控制能力，多流道并行结构有着较好的液冷散热能力。综合考虑冷却板流道结构对电池温度场分布的影响，既要有良好的散热能力又要有良好的温差控制能力，因此有必要在其结构上进行优化以获得更佳的电池模组液冷散热的最终方案。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种应用于动力电池液冷系统的直角型变结构冷却板，该冷却板在传统S型流道的基础上根据电池温度场分布规律进行结构的重新设计，以提升电池模组液冷系统的冷却效果，并能有效控制电池模组在正常的工作温度范围内工作，提高电池温度的一致性，进而有效地提高电池组的寿命和性能。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种应用于动力电池液冷系统的直角型变结构冷却板，安装于动力电池模组两侧以对动力电池模组进行液冷冷却或者导热预热，包含平行设置的两条流道，并在流道的两端还分别设置有供导热液输入和输出的外端导流口；两条流道的流道结构和尺寸一致，分别设置于冷却板中心线的上、下两侧，其每条流道均由多段直管段和多个拐角组成，其直管段的段数为奇数，且相邻的直管段之间以直角方式作为拐角相连，同时所述流道在不同的直管段中的尺寸变化具有以下规律：

不同的直管段的横截面截面积在沿流道中导热液流经的方向上连续增大；

方向水平的直管段在流道中导热液流经的方向上的长度连续增加；

方向竖直的直管段在流道中导热液流经的方向上的长度连续减小。