一种锂电池液冷系统的制作方法

1.本发明涉及锂电池散热技术领域，尤其涉及一种锂电池液冷系统。


背景技术：

2.随着新能源汽车的进一步发展，锂电池系统成为了目前主流的储能装置，锂电池系统中每一颗电芯性能的一致性成了系统寿命长久的决定性因素，而每颗电芯在整个寿命周期中所处的温度环境是影响一致性的最关键的外在因素之一，如何将每颗电芯时时刻刻置于同一环境温度中工作，成了这个行业技术人员要攻克的技术难题。
3.在一个锂电池系统工作过程中，液冷板结构通常分为两种，一种是串联、一种是并联，串联结构的优势是空间利用率高、外围配套结构简单、制冷量利用率高，并联结构的优势是压损小、温差相对较小、温升相对较小，但是想同时解决温升、温差、压损、空间利用的问题是比较困难的，尤其对于温差的要求，行业通常要求≤5℃，该要求下，温差每降低1℃都会很难，同时对电池的寿命也会产生直接影响。而在商用车混动新能源汽车中，温升可以达到45℃，温差可以达到7℃，这个参数值远远不能达到电池性能发挥的舒适温度。
4.因此，急需一种技术来解决该问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种锂电池液冷系统，将第一散热模块的表面用于与锂电池贴合，向第一进出液接口通入冷却液后，冷却液沿在所述第一散热模块内做正向运动，经换向槽进入第二散热模块做反向运动，最后经第二进出液接口流出。第一散热模块用于将锂电池表面的热量逐步沿正向推送，并通过第二散热模块实现反向推送，进而在热对流隔板的两侧形成冷热交换，实现液冷系统的温度均衡，不会由于冷如不均造成对锂电池的干扰。
6.上述目的是通过以下技术方案来实现：
7.一种锂电池液冷系统，包括热对流隔板，沿所述热对流隔板的两侧分别设置有第一散热模块和第二散热模块；所述第一散热模块上设置有第一进出液连接口，所述第二散热模块上连接有第二进出液连接口，所述第一进出液连接口和所述第二进出液连接口位于所述热对流隔板的同一端；所述热对流隔板上开设有连通所述第一散热模块和所述第二散热模块连接的换向槽；冷却液沿所述第一进出液连接口流入所述第一散热模块，经所述换向槽进入所述第二散热模块，并沿所述第二进出液连接口流出；所述冷却液在所述第一散热模块和所述第二散热模块内做相反相流动。
8.进一步地，所述第一散热模块包括第一盖板，和设置于所述第一盖板与所述热对流隔板之间的第一框板；所述第一盖板、所述第一框板和所述热对流隔板相互固定后可形成供冷却液填充的第一散热腔体；所述第一散热腔体内设置有至少一个翅板；所述冷却液流入所述第一散热腔体后经所述换向槽流进所述第二散热模块。
9.进一步地，在所述第一框板内沿所述冷却液的流向位置设置有至少一个第一挡
条，相邻所述第一挡条或所述第一挡条与所述第一框板的边框之间可形成摆放所述翅板的第一翅板槽，所述第一翅板槽的一端与所述换向槽匹配并形成连通，通向所述第二散热模块。
10.进一步地，所述第一盖板上开设有第一连接孔，所述第一连接孔用于安装所述第一进出液连接口。
11.进一步地，所述第二散热模块包括第二盖板，和设置于所述第二盖板与所述热对流隔板之间的第二框板；所述第二盖板、所述第二框板和所述热对流隔板相互固定后可形成供冷却液填充的第二散热腔体；所述第二散热腔体内设置有至少一个所述翅板。
12.进一步地，在所述第二框板内沿所述冷却液的流向位置设置有至少一个第二挡条，相邻所述第二挡条或所述第二挡条与所述第二框板的边框之间可形成摆放所述翅板的第二翅板槽，所述第二翅板槽的一端与所述换向槽匹配并形成连通，通向所述第一散热模块。
13.进一步地，所述热对流隔板上开设有第二连接孔，所述第二连接孔用于安装所述第二进出液连接口。
14.进一步地，所述热对流隔板的一端设置有两个相互对称的第一凸角和第二凸角，所述第一凸角与所述第二散热模块的所述第二进出液连接口对应，所述第二凸角与所述第一散热模块的所述第一进出液连接口对应；所述第一盖板上设置有第一盖板凸角，所述第一框板上设置有第一框板凸角，所述第一盖板凸角、所述第一框板凸角和所述第二凸角相匹配；所述第二盖板上设置有第二盖板凸角，所述第二框板上设置有第二框板凸角，所述第二盖板凸角、所述第二框板凸角和所述第一凸角相匹配。
15.进一步地，所述翅板的长度小于所述挡条的长度；所述翅板的高度等于所述第一框板或所述第二框板的高度。
16.进一步地，所述第一散热模块、所述热对流隔板和所述第二散热模块均为金属材质，相互之间通过螺丝或销钉紧固连接。
17.有益效果
18.本发明所提供的一种锂电池液冷系统，将第一散热模块的表面用于与锂电池贴合，向第一进出液接口通入冷却液后，冷却液沿在所述第一散热模块内做正向运动，经换向槽进入第二散热模块做反向运动，最后经第二进出液接口流出。第一散热模块用于将锂电池表面的热量逐步沿正向推送，并通过第二散热模块实现反向推送，进而在热对流隔板的两侧形成冷热交换，实现液冷系统的温度均衡，不会由于冷如不均造成对锂电池的干扰。本系统不仅结构简单，降温效果好，而且不伤电池，安装方便。
附图说明
19.图1为本发明所述一种锂电池液冷系统的立体图；
20.图2为本发明所述一种锂电池液冷系统的爆炸图；
21.图3为本发明所述一种锂电池液冷系统的内部结构第一视角图；
22.图4为本发明所述一种锂电池液冷系统的内部结构第二视角图；
23.图5为本发明所述一种锂电池液冷系统的热对流版结构示意图；
24.图6为本发明所述一种锂电池液冷系统的翅板结构示意图；
25.图7为本发明所述一种锂电池液冷系统的与锂电池安装后示意图；
26.图8为本发明所述一种锂电池液冷系统的使用过程中的热像图；
27.图9为本发明所述一种锂电池液冷系统的使用过程中的温差示意图；
28.图10为本发明所述一种锂电池液冷系统的压损示意图。
29.图示标记：
[0030]1‑
热对流隔板、11
‑
换向槽、12
‑
第一凸角、13
‑
第二凸角、2
‑
第一散热模块、21
‑
第一进出液接口、22
‑
第一盖板、23
‑
第一框板、24
‑
第一散热腔体、25
‑
第一挡条、26
‑
第一翅板槽、27
‑
第一连接孔、28
‑
第一盖板凸角、29
‑
第一框板凸角、3
‑
第二散热模块、31
‑
第二进出液接口、32
‑
第二盖板、33
‑
第二框板、34
‑
第二散热腔体、35
‑
第二挡条、36
‑
第二翅板槽、37
‑
第二连接孔、38
‑
第二盖板凸角、39
‑
第二框板凸角、4
‑
翅板。
具体实施方式
[0031]
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
如图1所示，一种锂电池液冷系统，包括热对流隔板1，沿所述热对流隔板1的两侧分别设置有第一散热模块2和第二散热模块3；所述第一散热模块2上设置有第一进出液连接口21，所述第二散热模块3上连接有第二进出液连接口31，所述第一进出液连接口21和所述第二进出液连接口31位于所述热对流隔板1的同一端；所述热对流隔板1上开设有连通所述第一散热模块2和所述第二散热模块3连接的换向槽11；冷却液沿所述第一进出液连接口21流入所述第一散热模块2，经所述换向槽11进入所述第二散热模块3，并沿所述第二进出液连接口31流出；所述冷却液在所述第一散热模块2和所述第二散热模块3内做相反相流动。
[0033]
具体的，安装时将所述第一散热模块2朝上置于带散热锂电池的底部，给所述第一进出液连接口21接通冷却液泵源，给所述第二进出液连接口21接通冷却液回收装置，不限于冷却液桶。启动冷却液泵源将冷却液沿所述第一进出液连接口21送入所述第一散热模块2内腔中，冷却液在所述第一散热模块2的内腔中做正向向前流动，当流动至换向槽11时，在压力的作用下进入第二散热模块3的内腔中，在所述第二散热模块3的内腔中做相对于第一散热模块2中相反的反向前进流动，并在压力的作用下沿第二进出液连接口21流出，通过冷却液回收装置回送循环利用。
[0034]
实施例1
[0035]
如图2和3所示，作为所述第一散热模块2的优化，所述第一散热模块2包括第一盖板22，和设置于所述第一盖板22与所述热对流隔板1之间的第一框板23；所述第一盖板22、所述第一框板23和所述热对流隔板1相互固定后可形成供冷却液填充并流动的第一散热腔体24；所述第一散热腔体24内设置有至少一个翅板4；所述冷却液流入所述第一散热腔体24后经所述换向槽11流进所述第二散热模块3。
[0036]
在所述第一框板23内沿所述冷却液的流向位置设置有至少一个第一挡条25，相邻所述第一挡条25或所述第一挡条25与所述第一框板23的边框之间可形成用于摆放所述翅板4的第一翅板槽26，所述第一翅板槽26的一端与所述换向槽匹11配并形成连通，通向所述
第二散热模块3。
[0037]
作为所述冷却液的流入口，所述第一盖板22上开设有第一连接孔27，所述第一连接孔27用于安装所述第一进出液连接口21。
[0038]
实施例2
[0039]
如图2和4所示，所述第二散热模块3包括第二盖板32，和设置于所述第二盖板32与所述热对流隔板1之间的第二框板33；所述第二盖板32、所述第二框板33和所述热对流隔板1相互固定后可形成供冷却液填充并流动的第二散热腔体34；所述第二散热腔体34内设置有至少一个所述翅板4。
[0040]
在所述第二框板33内沿所述冷却液的流向位置设置有至少一个第二挡条35，相邻所述第二挡条35或所述第二挡条35与所述第二框板33的边框之间可形成用于摆放所述翅板4的第二翅板槽36，所述第二翅板槽36的一端与所述换向槽11匹配并形成连通，通向所述第一散热模块2。
[0041]
作为所述冷却液的流出口，所述热对流隔板1上开设有第二连接孔37，所述第二连接孔37用于安装所述第二进出液连接口31。
[0042]
实施例3
[0043]
如图5所示，所述热对流隔板1的一端设置有两个相互对称的第一凸角12和第二凸角13，所述第一凸角12与所述第二散热模块3的所述第二进出液连接口31对应，所述第二凸角13与所述第一散热模块2的所述第一进出液连接口21对应；
[0044]
具体的，所述第一盖板22上设置有第一盖板凸角28，所述第一框板23上设置有第一框板凸角29，所述第一盖板凸角29、所述第一框板凸角28和所述第二凸角13相匹配，当所述热对流隔板1、所述第一盖板22和所述第一框板23相互连接后，在所述第一盖板凸角29、所述第一框板凸角28和所述第二凸角13处形成可供所述第一进出液接口21安装的安装位。
[0045]
所述第二盖板32上设置有第二盖板凸角38，所述第二框板33上设置有第二框板凸角39，所述第二盖板凸角38、所述第二框板凸角39和所述第一凸角12相匹配，当所述热对流隔板1、所述第二盖板32和所述第二框板33相互连接后，在所述第二盖板凸角39、所述第二框板凸角38和所述第一凸角12处形成可供所述第二进出液接口31安装的安装位。
[0046]
实施例4
[0047]
如图6所示，作为翅板4的优化，所述翅板4的长度小于所述第一挡条25或所述第二挡条35的长度；所述翅板4的高度等于所述第一框板23或所述第二框板33的高度。所述翅片4用于增大冷却液与盖板(第一盖板22和第二盖板32)和热对流隔板1之间的接触面，利于充分散热。
[0048]
本实施例中，所述翅板4位直角翅板。
[0049]
另一方面，根据锂电池的大小，以及散热效果的要求，可对所述第一挡条25或所述第二挡条35的数量做调整。
[0050]
如图2
‑
4所示，本实施例中所述第一挡条25有三根，等间距分布于所述第一框板23内，且一端与所述第一框板23的边连接(所述第一框板23与所述第一挡条25为一体压铸成型)，在相邻所述第一挡条25之间、所述第一挡条25与所述第一框板23之间形成4个用于安放所述翅板4的第一翅板槽26，4个所述翅板4的一端与所述第一挡条25的一端对齐，另一端对应于所述换向槽11，所述换向槽11有4个，分别对应于4个所述第一翅板槽26。
[0051]
本实施例中所述第二挡条35有三根，等间距分布于所述第二框板33内，且一端与所述第二框板33的边连接(所述第二框板33与所述第二挡条35为一体压铸成型)，在相邻所述第二挡条35之间、所述第二挡条35与所述第二框板33之间形成4个用于安放所述翅板4的第二翅板槽36，4个所述翅板4的一端与所述第二挡条35的一端对齐，另一端对应于所述换向槽11，所述换向槽11有4个，分别对应于4个所述第二翅板槽26。
[0052]
所述第一框板23、所述第一挡条25、所述第二框板33、所述第二挡条35，相互对称设置于所述热对流隔板1的两侧，且所述第一翅板槽26、所述换向槽11和所述第二翅板槽36相互形成供冷却液流动的流道。
[0053]
在上述实施例中，所述第一散热模块2、所述热对流隔板1和所述第二散热模块3均为金属材质，相互之间通过螺丝或销钉紧固连接。
[0054]
实施例5
[0055]
本实施例主要通过检测结果对本系统做进一步的描述，如下：
[0056]
如图7所示，发热源的功率为800w，冷却液流量10l/min，冷却液的初始温度为20℃，在这个条件下分别对该液冷板方案进行流体仿真分析。
[0057]
如图8所示，在液冷状态下，最终达到热平衡状态后，电池模组上的最高温升是35.78℃。
[0058]
如图9所示，单体平均最低温度为32℃，最高温度为33.9℃，温差为1.9℃。
[0059]
如图10所示，液冷板的压损值为14.65kpa，可以通过调节上层和下层流道之间孔的大小来优化压损值。
[0060]
此外，作为传统并联设计的液冷系统，进出水口常常会出现在异侧，需要更多的空间来处理液冷板的接口。而本发明可以让进出水口在同侧，有效的利用了空间。
[0061]
从仿真结果可以看出，本发明可以将锂电池包内部的温升、温差、压损、空间利用率四个主要参数同时进行优化。
[0062]
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，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。