[发明专利]电池冷却板

说明书

一种电池冷却板，其包括由四个边缘界定的至少一个平面传热表面。冷却剂入口端口和冷却剂出口端口两者均沿着边缘中的第一边缘布置，并且冷却剂流动路径在冷却剂入口端口和冷却剂出口端口之间邻近于该至少一个平面传热表面延伸通过电池冷却板。冷却剂流动路径包括第一部分，该第一部分沿着该至少一个平面传热表面的第二边缘、第三边缘和第四边缘的整个长度延伸。冷却剂流动路径进一步包括布置在第一部分下游的第二部分。冷却剂流动路径的第二部分被冷却剂流动路径的第一部分从平面传热表面的第二边缘、第三边缘和第四边缘分隔开。

对相关申请的交叉引用

该申请要求在2018年8月10日提交的美国临时专利申请No.62/717,088的优先权，其全部内容整体上通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及热交换器，并且特别地涉及用于电池的冷却板。

背景技术

诸如乘用车的车辆越来越被电动化，以便替换或增大内燃机。这种电动或混合电动车辆使用电动马达以便向车轮至少部分地提供驱动力。供应到马达的电力通常由安设在车辆内的大量电池提供。由于与车辆运输相关联的大功率负载，从其提取这种电力的电池在操作期间和在充电期间经历大量加热。已知电池对内部操作温度特别敏感，因为电池电压将随电池的内部温度而变化。作为结果，用于电动车辆的电池在操作期间经常要求大量冷却。

用于完成电池的必要冷却的电池冷却板通常通过供应一个或多个大且基本平坦的表面来操作，电池能够抵靠该表面布置。液体(或在某些情况下，两相液体蒸气)冷却剂循环通过电池冷却板，并且电池产生的热量通过该表面传递到流动通过该板的冷却剂中，从而将电池的温度降低到更期望水平。

然而，已知电池板仍然存在问题。通常，横跨板的冷却表面上的温度是不均匀的，这导致一些电池抵靠的冷却表面的温度不同于其它电池抵靠的冷却表面。这可能导致电池的性能受损和/或寿命缩短，因为电池将不全部处于相等电压下，因此不会均等地分配负载。特别是，这种不均匀表面温度可能是由于冷却剂在流过电池冷却板时对冷却剂的逐渐加热引起的，以及存在有在电池冷却板的原本平坦表面中形成的流路特征(flow routingfeature)特征引起。因此，仍然存在改进的空间。

发明内容

为了解决当前已知电池冷却板的缺陷，对通过电池冷却板的冷却剂流进行导引，使得该板的一个或多个冷却表面在温度方面更均匀，从而导致在由电池冷却板冷却的电池中的更一致温度，因此导致更好的操作和延长的寿命。

在至少一些实施例中，一种电池冷却板包括由四个边缘界定的至少一个平面传热表面。在一些但非所有的实施例中，电池冷却板包括两个这样的平面传热表面。冷却剂入口端口和冷却剂出口端口两者均沿着所述边缘中的第一边缘布置，并且冷却剂流动路径在冷却剂入口端口和冷却剂出口端口之间邻近于该至少一个平面传热表面延伸通过电池冷却板。冷却剂流动路径包括第一部分，该第一部分沿着该至少一个平面传热表面的第二边缘、第三边缘和第四边缘的整个长度延伸。冷却剂流动路径进一步包括布置在第一部分下游的第二部分。冷却剂流动路径的第二部分被冷却剂流动路径的第一部分从平面传热表面的第二边缘、第三边缘和第四边缘分隔开。

沿着冷却剂流动路径的第一部分到冷却剂的对流热通量(即，每单位面积的对流传热速率)优选地低于沿着冷却剂流动路径的第二部分的对流热通量。这导致与沿着第二部分相比，沿着第一部分在冷却剂和平面传热表面之间的温差更大。由于冷却剂在它从入口到出口经过电池冷却板时逐渐变热，因此当冷却剂较冷(例如靠近入口)时在传热表面和冷却剂之间具有更大温差和当冷却剂较热(例如靠近出口)时在传热表面和冷却剂之间具有更小温差可导致横跨传热表面的更均匀温度。

在一些这样的实施例中，流动扰流特征沿着冷却剂流动路径的第二部分布置。在一些实施例中，冷却剂流动路径的第一部分的大部分不存在流动扰流特征。作为结果，相对于沿着第二部分的对流热通量，沿着冷却剂流动路径的第一部分的对流热通量可减小。