电动汽车动力电池液冷系统的制作方法

本发明涉及电动汽车的冷却系统技术领域，更具体的是涉及一种电动汽车动力电池液冷系统。

背景技术：

目前新能源汽车所用的动力电池热管理设计以液体冷却方式为主，电池液冷系统配合外部的水泵、换热器、管路形成封闭的流动空间，对电池进行加热与冷却。由于能量密度和续驶里程要求进一步提升，电池的电量和尺寸正在逐步增加，针对大电池包的液冷系统设计变得尤为重要，需要同时兼顾工艺可靠性、与电池结构高度集成、散热性能好等方面的因素。

常见的冷板结构主要有三明治结构、冲压板结构和口琴管结构。三明治结构由盖板、肋片、底板和封条组成，通过真空焊接固定封装。结构肋片增加了传热面积，同时使流体在通道中形成强烈扰动，传热效率极高，但三明治结构重量大，在大电池包中使用大片三明治冷板成本极高。冲压板结构与三明治结构类似，底板冲压成型与盖板焊接可形成流道，省去肋片。冲压板结构散热效果良好，同时兼具三明治结构的均温性能，但缺少肋片可能导致板内爆破压力降低，整体强度性能下降，在大电池包中使用平面度工艺不容易满足要求。口琴管结构由铝挤口琴管与集流体钎焊后形成平行固定方向的流道。口琴管生产工艺简单，长度方向刚度弱可抵消平面度问题，重量成本低，集成度高。但口琴管传热面积小，流体流向单一，尤其是低温加热工况容易产生温差大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动汽车动力电池液冷系统，以解决现有电动汽车动力电池液冷系统中液体流向单一、平面强度不足且不容易与大电池包集成的问题。

本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

一种电动汽车动力电池液冷系统，包括：

分流机构，该分流机构包括至少两个分流结构，该分流机构设置在该主进水管与该主出水管之间；

大冷板机构，该大冷板机构包括至少两个大冷板，每个大冷板均通过接口连接至一个该分流结构；

小冷板机构，该小冷板机构包括至少两个小冷板，每个小冷板均通过接口连接至一个该分流结构；

冷却液从该主进水管流入该分流机构后，通过该分流机构的该接口进入该大冷板机构和该小冷板机构中并回流至该分流机构后，从该主出水管流出。

在本发明的一个实施例中，该分流机构包括第一分流结构和第二分流结构，该大冷板机构包括第一大冷板和第二大冷板，该小冷板机构包括第一小冷板和第二小冷板；该第一分流结构的第一端连接至主进水管；该第一大冷板包括供冷却液流入的第一接口和供冷却液流出的第二接口，该第一接口和该第二接口与该第一分流结构的第二端连通；该第一小冷板包括供冷却液流入的第三接口和供冷却液流出的第四接口，该第三接口和该第四接口与该第一分流结构的第二端连通；该第二分流结构的第一端连接至主出水管，该第二分流结构的第三端连接至该第一分流结构的第三端；该第二大冷板包括供冷却液流入的第五接口和供冷却液流出的第六接口，该第二大冷板的该第五接口和该第六接口与该第二分流结构的第二端连通；该第二小冷板包括供冷却液流入的第七接口和供冷却液流出的第八接口，该第七接口和该第八接口与该第二分流结构的第二端连通；冷却液经该主进水管进入该第一分流结构后，被该第一大冷板、该第一小冷板、该第二大冷板及该第二小冷板冷却后从该主出水管流出。

在本发明的一个实施例中，该第一分流结构包括第一进水口、第二进水口、第三进水口、第三出水口和第四出水口，该第一进水口连接至该主进水管，该第二进水口连接至该第一大冷板的该第二接口，该第三进水口连接至该第一小冷板的该第四接口；该第三出水口连接至该第一小冷板的该第三接口，该第四出水口连接至该第一大冷板的该第一接口；冷却液经由该第一分流结构的该第三出水口流入该第一小冷板后经由该第一小冷板的该第四接口回流至该第一分流结构内；冷却液经由该第一分流结构的该第四出水口流入该第一大冷板后经由该第一大冷板的该第二接口回流至该第一分流结构内。

在本发明的一个实施例中，该大冷板机构包括第一大冷板和第二大冷板，该第一大冷板和该第二大冷板均包括双并联支路结构，该双并联支路结构包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路，该第一支路和该第二支路并联，该第三支路和该第四支路并联。

在本发明的一个实施例中，该第一支路和该第二支路的出口端与该第三支路与该第四支路的入口端连通。

在本发明的一个实施例中，该分流机构包括第一分流结构，该第一分流结构包括第一三通阀、第一四通阀、第一通路、第二通路、第三通路和第四通路，该第一四通阀连通该第一通路、该第二通路、该第三通路和该第四通路，该第一三通阀将该第一大冷板的该第二接口与该第一小冷板的该第四接口连通至该第二通路。

在本发明的一个实施例中，该第一分流结构的该第一进水口和该第一出水口连接至该第一通路，该第一分流结构的该第二进水口、该第三进水口、该第三出水口和该第四出水口旁通连接至该第二通路，该第二出水口连接至该第二通路的一端；该第三通路的一端连接至该第三出水口，该第三通路的另一端旁通连接至该第一通路；该第四通路的一端连接至该第四出水口，该第四通路的另一端旁通连接至该第一通路。

在本发明的一个实施例中，该第二分流结构包括第六进水口、第七进水口、第五出水口、第六出水口和第七出水口，该第六进水口连接至该第二大冷板的该第六接口，该第七进水口连接至该第二小冷板的该第八接口；该第五出水口连接至该主出水管，该第六出水口连接至该第二大冷板的该第五接口，该第七出水口连接至该第二小冷板的该第七接口；冷却液经由该第二分流结构的该第六出水口流入该第二大冷板后经由该第二大冷板的该第六接口回流至该第一分流结构内；冷却液经由该第二分流结构的该第七出水口流入该第二小冷板后经由该第二小冷板的该第八接口回流至该第二分流结构内。

在本发明的一个实施例中，该小冷板机构包括第一小冷板和第二小冷板，该第一小冷板和该第二小冷板均包括并联的三个支路，该并联的三个支路中的每个支路均包括至少一个u型弯。

在本发明的一个实施例中，该第一大冷板和该第二大冷板的支路内均设置有用于扰流的凸起。

本发明提供一种电动汽车动力电池液冷系统，包括分流机构，设置在主进水管与主出水管之间；大冷板机构，连接至分流结构；小冷板机构，连接至一个分流结构；冷却液从主进水管流入分流机构后，通过分流机构的接口进入大冷板机构和小冷板机构中并回流至分流机构后，从主出水管流出。本发明提供的电动汽车动力电池液冷系统，将大小冷板结构设置为平板结构，使其与电池模组有足够的接触面积，既可以提升冷却效率还可以提升低温加热工况时整个传热面的温度均匀性；分流结构的进出水分支内径尺寸可调，根据不同尺寸冷板的压降值可分配流量，降低整包温差；此外，冷板的流道尺寸与凸起设计在增强传热效率的同时，也加强了自身强度与内部耐压性能。

附图说明

图1为本发明实施例中电动汽车动力电池液冷系统的结构示意图。

图2a至图2b为本发明实施例中第一分流结构和第二分流结构的示意图。

图3a至图3b为本发明实施例中第一小冷板和第二小冷板的结构示意图。

图4a至图4b为本发明实施例中第一大冷板与第二大冷板的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明提供一种电动汽车动力电池液冷系统，包括：分流机构、大冷板机构和小冷板机构，分流机构包括至少两个分流结构，该分流机构设置在进水管与主出水管之间；大冷板机构包括至少两个大冷板，每个大冷板均通过接口连接至一个分流结构；小冷板机构包括至少两个小冷板，每个小冷板均通过接口连接至一个分流结构；冷却液从进水管流入分流机构后，通过分流机构的接口进入大冷板机构和小冷板机构中并回流至分流机构后，从出水管流出。

下面结合图档对本发明的其中实施例进行具体说明。

图1为本发明实施例中电动汽车动力电池液冷系统的结构示意图，图2a至图2b为本发明实施例中第一分流结构和第二分流结构的示意图。请结合图1和图2a至图2b，分流机构包括第一分流结构10和第二分流结构20，第一分流结构10的第一端连接至主进水管100，第一分流结构10的第三端包括多个出水口，第二分流结构20的第一端连接至主出水管200，第二分流结构20的第三端连接至第一分流结构10的第三端，第二分流结构20的第三端包括多个进水口，即第二分流结构20的多个进水口连接至第一分流结构10的多个出水口。

图3a至图3b为本发明实施例中第一小冷板和第二小冷板的结构示意图。请结合图3a至图3b，小冷板机构包括第一小冷板40和第二小冷板60，第一小冷板40通过进水接口和出水接口连接至第一分流结构10，第二小冷板60通过进水接口和出水接口连接至第二分流结构20。具体地，第一小冷板40包括供冷却液流入的第三接口41和供冷却液流出的第四接口42，第三接口41和第四接口42与第一分流结构10的第二端连通；第二小冷板60包括供冷却液流入的第七接口61和供冷却液流出的第八接口62，第七接口61和第八接口62与第二分流结构20的第二端连通。

图4a至图4b为本发明实施例中第一大冷板与第二大冷板的结构示意图。请结合图4a至图4b，大冷板机构包括第一大冷板30和第二大冷板50，第一大冷板30通过进水接口和出水接口连接至第一分流结构10，第二大冷板50通过进水接口和出水接口连接至第二分流结构20。具体地，第一大冷板30包括供冷却液流入的第一接口31和供冷却液流出的第二接口32，第一接口31和第二接口32与第一分流结构10的第二端连通；第二大冷板50包括供冷却液流入的第五接口51和供冷却液流出的第六接口52，第二大冷板50的第五接口51和第六接口52与第二分流结构20的第二端连通。

冷却液经主进水管100进入第一分流结构10后，被第一大冷板30、第一小冷板40、第二大冷板50及第二小冷板60冷却后从主出水管200流出。

在其他实施例中，大冷板机构可以包括三个及三个以上的大冷板，每个大冷板均通过进水接口和出水接口连接至一个分流结构；小冷板机构可以包括三个及三个以上小冷板，每个小冷板均通过进水接口和出水连接至一个分流结构。

具体地，本实施例中，第一分流结构10包括第一进水口111、第二进水口112、第三进水口113、第三出水口123和第四出水口124，第一进水口111连接至主进水管100，第二进水口112连接至第一大冷板30的第二接口32，第三进水口113连接至第一小冷板40的第四接口42；第三出水口123连接至第一小冷板40的第三接口41，第四出水口124连接至第一大冷板30的第一接口31；冷却液经由第一分流结构10的第三出水口123流入第一小冷板40后经由第一小冷板40的第四接口42回流至第一分流结构10内；冷却液经由第一分流结构10的第四出水口124流入第一大冷板30后经由第一大冷板30的第二接口32回流至第一分流结构10内。

第一分流结构10还包括第一出水口121和第二出水口122，第一出水口121和第二出水口122用于连接至第二分流结构20的两个进水口。

第二分流结构20包括第六进水口216、第七进水口217、第五出水口225、第六出水口226和第七出水口227，第六进水口216连接至第二大冷板50的第六接口52，第七进水口217连接至第二小冷板60的第八接口62；第五出水口225连接至主出水管200，第六出水口226连接至第二大冷板50的第五接口51，第七出水口227连接至第二小冷板60的第七接口61；冷却液经由第二分流结构20的第六出水口226流入第二大冷板50后经由第二大冷板50的第六接口52回流至第一分流结构10内；冷却液经由第二分流结构20的第七出水口227流入第二小冷板60后经由第二小冷板60的第八接口62回流至第二分流结构20内。

第二分流结构20还包括第四进水口214和第五进水口215，该第四进水口214连接至第一分流结构10的第一出水口121，该第五进水口215连接至第一分流结构10的第二出水口122。

每个分流结构均包括一个三通阀和一个四通阀。第一分流结构10包括第一三通阀、第一四通阀、第一通路131、第二通路132、第三通路133和第四通路134，第一四通阀连通第一通路131、第二通路132、第三通路133和第四通路134，第一进水口111、第一出水口121、第三出水口123和第四出水口124为第一四通阀的四个进出口；第一三通阀将第一大冷板30的第二接口32和第一小冷板40的第四接口42连通至第二通路132，第二出水口122、第二进水口112和第三进水口113为第一三通阀的三个进出口。其中，第三通路133和第四通路134的一端均连接至第一通路131。具体地，第一通路131、第二通路132可以为平行设置，沿第二通路132的长度方向上设置的进水口和出水口依次错开排列，从而可以使x方向上的尺寸缩到最小。

同样的，第二分流结构20也包括一个三通阀和一个四通阀(第二三通阀和第二四通阀两个四通阀。第一四通阀连通第一通路131、第二通路132、第三通路133和第四通路134，第五进水口215、第六进水口216、第七进水口217和第五出水口225为第二四通阀的四个进出口；第二三通阀将第二大冷板50的第五接口51和第二小冷板60的第七接口61连通至第二通路132，第四进水口214、第六出水口226和第七出水口227为第二三通阀的三个进出口。其中，第三通路133和第四通路134的一端均连接至第一通路131。具体地，第一通路131、第二通路132可以为平行设置，沿第二通路132的长度方向上设置的进水口和出水口依次错开排列，从而可以使x方向上的尺寸缩到最小。另外，分流结构分支口的直径可根据大小冷板压降不同进行更改，达到分流均匀的目的。

请结合图3a至图3b，当冷却液从主进水管100进入第一分流结构10和第二分流结构20时，冷却液会从第一分流结构10和第二分流结构20的下方流出，并分别流入与第一分流结构10相连接的第一小冷板40和与第二分流结构20相连接的第二小冷板60中进行冷却后再流出。其中第一小冷板40和第二小冷板60均包括并联的三个支路，并联的三个支路分别为第五支路415、第六支路416和第七支路417，并联的三个支路中的每个支路均包括至少一个u型弯。小冷板的三条支路宽度不同，第五支路415、第六支路416和第七支路417的尺寸比例大致为1:2:3，该种尺寸设计可以使得传热更为均匀。

本实施例中，第一小冷板40和第二小冷板60的每一条支路都经过了三道u型弯，该设计可避免小冷板形成两边温差的趋势，单个支路相互均温，支路之间相互均温，可以使整个冷板的温度差异降低，传热均匀可使电池模组温差降低，尤其在低温加热工况下效果非常明显。另外，小冷板多流道设计不仅使得整块板的刚度和内部耐压性能提升，在加工及使用过程中不易变形，第一小冷板40与第二小冷板60设计也相同，可以起到节省设计成本及加工程序的作用。

请结合图4a至图4b，当冷却液从主进水管100进入第一分流结构10和第二分流结构20时，冷却液会从第一分流结构10和第二分流结构20的下方流出，并分别流入与第一分流结构10相连接的第一大冷板30和与第二分流结构20相连接的第二大冷板50中进行冷却后再流出。其中，第一大冷板30和第二大冷板50均包括双并联支路结构，双并联支路结构包括第一支路311、第二支路312、第三支路313和第四支路314，第一支路311和第二支路312并联，第三支路313和第四支路314并联，第一支路311和第二支路312的出口端与第三支路313与第四支路314的入口端连通。冷却液经由第一支路311和第二支路312流入该大冷板后再经由第三支路313和第四支路314从该大冷板流出。为了加强扰流及增加刚度，第一大冷板30和第二大冷板50的各支路内均设置有用于扰流的凸起35。另外，第一大冷板30与第二大冷板50设计也相同，可以起到节省设计成本及加工程序的作用。

本发明提供的电动汽车动力电池液冷系统，将大小冷板结构设置为平板设计，使其与电池模组有足够的接触面积，并可以与纯电动汽车大尺寸电池包高度集成，另外分流结构的设计使得管路系统简化，降低泄露风险；分流结构的进出水分支内径尺寸可调，根据不同尺寸冷板的压降值可分配流量，降低整包温差；此外，冷板的流道尺寸与凸起设计在增强传热效率的同时，也加强了自身强度与内部耐压性能。

在本文中，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。