一种EV动力电池液冷板总成的制作方法

本发明属于动力电池液冷结构设计的技术领域，特别涉及一种ev动力电池液冷板总成。

背景技术：

目前，在新能源汽车中的电池液冷系统方式选择中，液冷是主流的液冷系统，相比较风冷而言液冷效率高，节省空间，液冷效果的一致性较高；相比较直冷而言成本低，电池加热功能较强。但是液冷方式都面临两大难题：1.液冷系统与电池模块的贴合性不好，难以避免导热垫与模块底部贴合不上或者产生气泡，形成较大的接触热阻，影响传热效果；2.流道设计中，难以保证电池模块的温度均匀性，如果流道设计过长，流过不同模块底部的液冷液温度相差较大，更难以保证模块的液冷效果。

传统的动力电池液冷板主要有三种方式，一种为上部平面下部焊接散热扁管或上下平面中间焊接散热扁管的结构，该结构总成生产简便，但成本较高，传热效果一般，且需要设计加强结构保证液冷板总成的结构强度；一种为流道式结构，但是流道设计存在或设计简单，温度一致性不易保证，或流道设计对流场分析的依赖性较高、总成生产工艺要求较高，或与电池模块的接触面不能保证等缺点；一种为挤压铝型材式液冷板，这种液冷板制造工艺简单，流量分配均匀，但是型材液冷板面积较大，平面度难以保证，所以液冷板与电池模块贴合度不佳，难以保证液冷板的液冷效果。

技术实现要素：

鉴于上述技术问题，本发明提供一种ev动力电池液冷板总成，该总成结构简单，工艺要求低，制造成本低，传热效果好，可以保证液冷板与电池模块非常高的贴合度，并且能够实现不同冷却板之间的流量分配均匀，可以保证通过每块电池模块下部的冷却液流速一致，保证电池模块温度的一致性，能够满足动力电池的热管理需求。

本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种ev动力电池液冷板总成，包括：口琴管、集流管、集流管密封件、焊接公头、焊接公头衬套、导热垫、弹性元件和定位支架；

所述口琴管两端与所述集流管连接；

所述导热垫设置在所述口琴管的上部；

所述弹性元件设置在所述口琴管的下部；

所述焊接公头通过焊接公头衬套与所述集流管连接，用于与水管接头连接，以将冷却液提供至所述集流管；

所述集流管密封件设置在所述集流管两端；

所述定位支架设置在所述集流管的端部。

可选地，所述集流管为圆柱形结构。

可选地，所述导热垫粘接在所述口琴管的上部。

可选地，所述弹性元件粘接在所述口琴管的下部。

可选地，所述口琴管的上部与所述弹性元件的底部之间的距离小于16mm。

可选地，所述定位支架包括第一定位支架和第二定位支架；所述第一定位支架的一端焊接在所述集流管上，另一端形成有用于定位的圆孔，所述第二定位支架的一端焊接在所述集流管上，另一端形成有用于定位的长圆孔。

本发明实施例提供的ev动力电池液冷板总成，采用口琴管作为冷却液流通构件，可以实现多条流道并行穿过模块底部，增大了液冷液与导热板的换热面积，由于每组口琴状流道都比较细小，流过的冷却液流速比较大，极大地提高了液冷板的换热效率。此外，在口琴管上部设置了导热垫，在口琴管下部设置了弹性元件，当放置电池模块后，弹性元件被压紧，产生的弹力致使口琴管上部的导热垫与电池模块紧密贴合，口琴管底部的弹性元件产生的弹力与模块作用于导热垫的压力可以将导热垫中的气泡挤出，保证了热管理系统的换热效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的ev动力电池液冷板总成的结构示意图；

图2为本发明实施例的口琴管的截面示意图；

图3为本发明实施例焊接公头示意图；

图4为本发明的弹性元件的结构示意图；

图5和图6为本发明实施例的固定支架示意图；

图7为本发明实施例的ev动力电池液冷板总成与电池模块装配示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供的ev动力电池液冷板总成，包括：口琴管101、集流管102、集流管密封件103、焊接公头104、焊接公头衬套105、导热垫106、弹性元件107和定位支架108。其中，所述口琴管101两端与所述集流管102连接；所述导热垫106设置在所述口琴管101的上部；所述弹性元件107设置在所述口琴管101的下部；所述焊接公头104通过焊接公头衬套105与所述集流管102连接，用于与水管接头连接，以将冷却液提供至所述集流管；所述集流管密封件103设置在所述集流管102两端；所述定位支架108设置在所述集流管102的端部。

具体地，如图2所示，本发明实施例的口琴管101为一种挤压铝型材，横截面酷似口琴形状，这种结构制造工艺简单，结构强度高，可以实现多条流道并行穿过模块底部，增大了液冷液与导热板的换热面积，由于每组口琴状流道都比较细小，流过的冷却液流速比较大，极大地提高了液冷板的换热效率。口琴管101两端通过焊接方式例如钎焊方式焊接在集流管102上，集流管102上开设有开口部，以焊接口琴管101。

本发明的集流管102可形成为圆柱形结构，相比于方形结构，有更高的空间利用率、工艺成型简单，避免冷却液在集流管内部形成涡流死区。

集流管密封件103为可以与集流管102焊接的材料,可以保证产品的密封性，本发明对此没有特别限制，例如，可为与集流管102端部相适配的冲压铝钣金件。

如图3所示，焊接公头104可为中空的圆柱形金属体，通过焊接公头衬套焊接在集流管102上，例如，可先将焊接公头衬套105焊接在集流管102的中间位置，然后将焊接公头104焊接在焊接公头衬套105上。集流管102在中间开设有开孔，焊接公头衬套105通过焊接例如可通过钎焊焊接在该开孔中。根据实际需要，焊接公头104可保持外径尺寸一致，可以卡接相同的水管接头，焊接公头内径尺寸可调节成不同的尺寸。当有多组液冷板并行流道一起使用时，通过调节不同液冷板上的焊接公头内径尺寸，从靠近进水口处依次由小到大排布，之后通过多次cfd仿真迭代计算模拟，直至所有组液冷板流量分配一致。由于所有组液冷板口琴管换热面积一致，流量一致，这样，保证了通过所有动力电池模块下部的冷却液流速一致。即可以保证所有模块下部的冷却液冷却条件一致，保证模块温度一致性。在某款电动车应用中，7组液冷板通过流量调节，可以实现最大流量差小于0.8％，并且可以保证所有液冷板入口温度一致，经过某工况试验，电池所有模块间最大温差≤2℃。

在本发明中，导热垫106可通过粘接剂紧密粘接在口琴管101的上部，与放置的电池模块紧密贴合，为与口琴管101相适配的形状，从而与电池模块接触面积大，能够对电池模块进行有效散热,也可以采用导热胶。

在本发明中，弹性元件107可通过粘接剂紧密粘接在口琴管101的下部，能够提升整个液冷板总成的结构强度，防止口琴管101被电池模块压坏，弹性元件107的结构可如图4所示。当液冷板总成上部放置电池模块后，弹性元件107被压紧，产生的弹力致使口琴管101上部的导热垫106与电池模块紧密贴合，口琴管101底部的弹性元件107产生的弹力与模块作用于导热垫的压力可以将导热垫中的气泡挤出，保证了热管理系统的换热效率。弹性元件107可为长方体非金属结构，与口琴管101粘接时，可以再被压力作用时产生一定的弹力，既避免了金属与金属接触尖锐的挤伤，又有较小的导热系数，有很强的隔热作用，能够产生一定的保温作用。此外，口琴管101的上部与弹性元件107的底部之间的距离可小于16mm，从而能够极大地节省空间。

本发明的定位支架108可包括第一定位支架1081和第二定位支架1082。如图5和图6所示，所述第一定位支架1081的一端焊接例如通过钎焊焊接在所述集流管上，另一端形成有用于定位的圆孔，所述第二定位支架1082的一端焊接例如通过钎焊焊接在所述集流管上，另一端形成有用于定位的长圆孔。在固定整个液冷板总成时，定位销穿过这两个孔，所以只限制液冷板除了z向移动之外的5个自由度。然后在液冷板上部用电池模块紧紧压住，液冷板即无法发生移动，而且电池模块底部与液冷板紧密贴合，基本实现无气泡。

本发明的ev动力电池液冷板总成与电池模块的装配图可如图7所示。此外，本发明的液冷板总成组成结构，例如，口琴管101的长度尺寸、数量都可以根据需要进行调整，图1示出的液冷板总成由3个口琴管101、2个导热垫106和2个弹性元件107组成，从而可以实现多种电池包的尺寸布置，不同液冷板总成数目的组合，可以实现多种液冷板方案设计，并且口琴管101上部与底部弹性元件107的高度设计可以小于16mm，极大地节省了空间。

综上，可知，本发明实施例提供的ev动力电池液冷板总成至少具有以下优点：

(1)结构简单，仅需要口琴管、集流管、集流管密封件、焊接公头、焊接公头称套、固定支架、导热垫、弹性元件8种结构。

(2)液冷板工艺简单，金属零部件成型简单，钎焊工艺可以整体在焊炉中实现，粘接连接形式简单，整体液冷板总成结构可靠轻捷，实现了液冷板轻量化设计。

(3)焊接公头内径尺寸可以根据实际需要进行调整，即液冷板入口流量可以实现柔性设计，不同液冷板组合可以实现整个液冷系统流量均匀，可以实现通过所有电池模块下的冷却液流速一致、入口温度一致，保证了电池模块的温度一致性。

(4)液冷板内部结构呈口琴状，内表面积远远大于同等规格钎焊板，所以冷却板内部的冷却液与液冷板接触面积大，可以有效提升热量的交换。

(5)导热垫与电池模块底部贴合度高，保证了良好的接触，由于弹性元件的弹力作用，导热垫与电池模块之间不存在气泡，有效地保证了模块的热量传递。

(6)液冷板总成的各个结构的尺寸可以根据空间布置进行变化,例如口琴管、集流管的长度保留必需的焊接尺寸后可以增长或者缩短，可以满足不同空间的布置，多组液冷板总成相互结合可以实现多种电池系统的冷却需求。

(7)液冷板下部的弹性元件是一种隔热材料，可以起到良好的保温作用，防止流道内液冷液的热量向下传递，避免热量无效传递。

以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。