液冷板和电池包的制作方法

本实用新型属于动力电池包领域，尤其涉及一种液冷板和电池包。

背景技术：

液冷板在内置有多个水流通道时会设置分流腔，分流腔与各水流通道连通。水流经进水口进入分流腔再分散至各水流通道。在实际使用时，水流在进入分流腔后，会优先从靠近进水口的水流通道流出，而远离进水口的水流通道没有水流的情况，从而影响了液冷板的温度调节效果。

对于该情况，存在将分流腔与各水流通道的连通孔改小的方案，连通孔的截面积小于水流通道，使得水流不能迅速全部进入临近的水流通道而能够到达更远的水流通道。该设计能够增加水流在分流腔流经的长度，从而能够流经更多的水流通道。但该效果较为有限，并随着水流通道数量的增加，将所有水流通道充满的难度更大，且临近进水口的水流通道的流速会大于远离进水口的水流通道，使得液冷板散热不均。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种液冷板和电池包，其旨在改善水流在液冷板内的分布情况，提高散热的均衡。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

第一方面，一种液冷板，包括板主体，以及连接板主体的分流结构和汇流结构；

板主体具有多个流道，各所述流道的一端设有第一通口而另一端设有第二通口；

分流结构具有供冷却液流入的进液口、与进液口连通的分流腔，以及多个开设于分流腔腔壁并分别与各第一通口连通的第一支孔，各第一支孔沿第一方向排列，分流腔沿第一方向的横截面从进液口向远离进液口的方向减缩设置，各第一支孔的截面面积均小于分流腔的最小横截面面积；

汇流结构具有供冷却液流出的出液口、与出液口连通的汇流腔，以及多个开设于汇流腔腔壁并分别与各第二通口连通的第二支孔。

通过采用上述技术方案，冷却液从进液口进入分流腔后，由于第一支孔的截面积小于分流腔的截面积，冷却液不能迅速全部进入邻近进液口的流道，冷却液在分流腔聚集，压力增大，而向远离进液口的第一支孔流去，而有利于冷却液填充整个分流腔。分流腔沿第一方向的横截面从进液口向远离进液口的方向减缩设置，能够均衡分流腔沿第一方向的压力分布，从而有利于冷却液均匀分流至各流道，各流道均有冷却液进入且流速均衡，从而提高散热的均衡。

可选的，分流腔横截面为圆形，且各截面尺寸关系满足：

其中，s1为分流腔最大截面直径，s2为分流腔最小截面直径，l为分流腔最大截面和最小截面之间的距离。

通过采用上述技术方案，提高各流道流量的均匀分配。

可选的，各第一支孔的孔径沿第一方向从进液口向远离进液口的方向递增设置。

通过采用上述技术方案，能够进一步提高各流道流量的均匀分配。

可选的，第一通口的截面尺寸小于流道的截面尺寸。

通过采用上述技术方案，能够增加冷却液在流道内停留的时间，从而有利于充分换热而提高冷却效率。

可选的，各第二支孔沿第二方向排列，第二方向平行于第一方向，汇流腔沿第二方向的横截面从出液口向远离出液口的方向减缩设置，各第二支孔的截面面积均小于汇流腔的最小横截面面积。

通过采用上述技术方案，使得汇流结构和分流结构能够互换使用，将出液口作为供冷却液进入的通孔而将进液口作为冷却液排出的通孔。操作人员在接入和接出冷却液时无需区分出液口和进液口，而便利操作。

可选的，进液口开设于分流腔中间位置。

通过采用上述技术方案，能够缩短第一支孔与进液口的最远距离，从而有利于降低冷却液覆盖全部第一支孔的难度，而有利于提高流道流量的均衡。

可选的，进液口开设于分流腔的上腔壁，各第一支孔开设于分流腔的下腔壁；出液口开设于汇流腔的上腔壁，各第二支孔开设于汇流腔的下腔壁。

通过采用上述技术方案，一方面能够便利冷却液快速进入各流道，另一方面，增加冷却液离开流道的阻力而有利于增加冷却液在流道内的停留时长，而有利于温度调节。

可选的，分流结构和汇流结构分别位于板主体长度方向或宽度方向的两侧并对称设置。

通过采用上述技术方案，该设置使得汇流结构和分流结构能够互换使用，将出液口作为供冷却液进入的通孔而将进液口作为冷却液排出的通孔。操作人员在接入和接出冷却液时无需区分出液口和进液口，而便利操作。

可选的，分流结构和汇流结构均位于板主体长度方向或宽度方向的一侧。

通过采用上述技术方案，各流道向右延伸至右侧而后折返，而呈u形。该设置有利于液冷板整体的温度均衡。

可选的，分流结构有两个并分设板主体的左右两侧，回流结构有两个并分设板主体的左右两侧，各流道根据流向分正向流道和反向流道，左侧的的分流结构与右侧的汇流结构配套设置，并与各正向流道连通，左侧的回流结构与右侧的分流结构配套设置，并与各反向流道连通。

通过采用上述技术方案，有利于均衡冷却液温度。

可选的，各正向流道和各反向流道交替排列。

通过采用上述技术方案，有利于提高液冷板在沿第一方向的热交换的均衡。

可选的，各正向流道和各反向流道的长度均相等。

通过采用上述技术方案，有利于进一步提升液冷板表面温度的均匀性。

第二方面，一种电池包，包括如上述的液冷板。

通过采用上述技术方案，可有效保障电池包的温度一致性，从而优化电池性能一致性，对寿命及充放电表现均有较大增益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的液冷板的示意图一，为俯视图；

图2为图1中a-a线的剖视图；

图3为图1中b-b线的剖视图；

图4为图2中c-c线的剖视图；

图5为图2中d处的局部放大图；

图6为本申请实施例提供的液冷板示意图二，为俯视图；

图7为图6结构中各流道所在平面的剖视图。

其中，图中各附图标记：

10、板主体；101、流道；101a、正向流道；101b、反向流道；102、第一通口；103、第二通口；20、分流结构；201、进液口；202、分流腔；203、第一支孔；30、汇流结构；301、出液口；302、汇流腔；303、第二支孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要理解的是，术语“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参照图1至图7，现对本申请提供的液冷板和采用该液冷板的电池包进行示例性说明。

一种液冷板，包括板主体10，以及连接板主体10的分流结构20和汇流结构30。

板主体10具有多个流道101，各流道101一端设有第一通口102，而另一端设有第二通口103。

分流结构20具有供冷却液流入的进液口201、与进液口201连通的分流腔202，以及多个开设于分流腔202的腔壁并分别与各第一通口102连通的第一支孔203。

汇流结构30具有供冷却液流出的出液口301、与出液口301连通的汇流腔302，以及多个开设于汇流腔302的腔壁并分别与各第二通口103连通的第二支孔303。

冷却液从进液口201进入分流腔202，而后经第一支孔203和第一通口102进入流道101，再经第二支孔303和第二通口103进入汇流腔302，最后经出液口301离开液冷板。

第一支孔203和第一通口102可以为同一结构也可以为不同孔径而相互连通的连通孔。第二支孔303和第二通口103可以为同一结构也可以为不同孔径而相互连通的连通孔。图5所示结构中，第一通口102和第一支孔203单独设置，第一支孔203的孔径小于第一通口102的口径。同样的，第二通口103和第二支孔303单独设置，第二支孔303的孔径小于第二通口103的口径。

图4所示结构中，各流道101沿左右方向延伸且沿前后方向排列。对应的，分流结构20和汇流结构30分别位于板主体10左右两侧。

图7所示结构中，各流道101为u形，分流结构20和汇流结构30均位于板主体10左侧。在其它实施例中，流道101的延伸路径可以为曲线、折线或斜线。

分流腔202的延伸方向为第一方向，如图2所示，为前后方向。

各第一支孔203沿第一方向(前后方向)排列，分流腔202沿第一方向的横截面从进液口201向远离进液口201的方向减缩设置，各第一支孔203的截面尺寸均小于分流腔202的最小横截面尺寸。

本实施例中，第一支孔203为圆孔，第一支孔203的中心轴线沿上下方向延伸，分流腔202位于第一支孔203的上方。第一支孔203的截面面积为第一支孔203孔径所对应的圆的面积。分流腔202的横截面为垂直于第一方向(前后方向)的截面。第一支孔203的截面尺寸小于分流腔202的横截面尺寸，这样在冷却液从进液口201进入分流腔202后，由于第一支孔203的截面积小于分流腔202的截面积，冷却液不能迅速全部进入邻近进液口201的流道101，冷却液在分流腔202聚集，压力增大，而向远离进液口201的第一支孔203流去，而有利于冷却液填充整个分流腔202。分流腔202沿第一方向的横截面从进液口201向远离进液口201的方向减缩设置，能够均衡分流腔202沿第一方向的压力分布。从而有利于冷却液均匀分流至各流道101，各流道101均有冷却液进入且流速均衡，从而提高散热的均衡。

由上，本实施例提供的液冷板，能够改善冷却液在液冷板中的分布情况，使冷却液均匀分流至各流道101，各流道101均有冷却液进入且流速较为均衡，从而提高散热的均衡性。将本实施例提供的液冷板应用在电池包中，可有效保障电池包的温度一致性，从而优化电池性能一致性，对寿命及充放电表现均有较大增益。

在本实施例中，分流腔202和汇流腔302横截面为圆形。该设置有利于冷却液的流通。

请参照图2，分流腔202从进液口201向两侧横截面面积递减。减缩的幅度需要控制在一定的范围，以提高各流道101流量的均匀分配。优选的，分流腔202各横截面尺寸关系满足：

其中，s1为分流腔202最大截面直径，s2为分流腔202最小截面直径，l为分流腔202最大截面和最小截面之间的距离。

该设置下，分流腔202呈沿前后方向延伸的圆台状，其垂直于轴向的截面呈等腰梯形，而其两个斜边形成1.5°-2°的夹角。本领域技术人员可以将该夹角设为1.5°、1.55°、1.6°、1.65°、1.7°、1.8°1.9°、2.1°等，在此不作唯一限定。

在本申请另一实施例中，请参照图5，第一通口102截面面积小于流道101的截面面积。该设置能够增加冷却液在流道101内停留的时间，从而有利于充分换热而提高冷却效率。

在本申请另一实施例中，请参照图5，各第一支孔203的孔径沿第一方向从进液口201向远离进液口201的方向递增设置。换言之，越靠近进液口201的第一支孔203，孔径越小。本领域技术人员可以理解，第一支孔203的孔径减小，则流阻增大，从而增加经由第一支孔203进入流道101的阻力，使得更多的冷却液向更远的流道101流去。该设置能够进一步提高各流道101流量的均匀分配。

在本申请另一实施例中，请参照图2，进液口201开设于分流腔202的上腔壁，各第一支孔203开设于分流腔202的下腔壁；出液口301开设于汇流腔302的上腔壁，各第二支孔303开设于汇流腔302的下腔壁。换言之，各流道101均位于分流腔202和汇流腔302的下方。冷却液从液冷板上表面的进液口201进入分流腔202再而向下流入各流道101，而后向上经汇流腔302经出液口301离开液冷板。该设计，一方面能够便利冷却液快速进入各流道101，另一方面，增加冷却液离开流道101的阻力而有利于增加冷却液在流道101内的停留时长，而有利于温度调节。

在本申请另一实施例中，请参照图1和图3，汇流结构30与分流结构20分别位于板主体10长度方向或宽度方向的两侧并对称设置。图示中，为左右两侧。各第二支孔303沿第二方向排列，第二方向平行于第一方向，如图3所示，第二方向为前后方向。各第二支孔303沿前后方向顺次排列。汇流腔302沿第二方向的横截面从出液口301向远离出液口301的方向减缩设置，各第二支孔303的截面面积均小于汇流腔302的最小横截面面积。该设置使得汇流结构30和分流结构20能够互换使用，将出液口301作为供冷却液进入的通孔而将进液口201作为冷却液排出的通孔。操作人员在接入和接出冷却液时无需区分出液口301和进液口201，而便利操作。

本申请另一实施例中，请参照图2，进液口201开设于分流腔202中间位置。在分流腔202延伸长度相同的情况下，该设置能够缩短第一支孔203与进液口201的最远距离，从而有利于降低冷却液覆盖全部第一支孔203的难度，而有利于提高流道101流量的均衡。同理，出液口301开设于汇流腔302中间位置。

在本申请另一实施例中，请参照图1和图4，分流结构20有两个并分设板主体10的相对的两侧，汇流结构30有两个并分设板主体10的相对的两侧，图示结构中，两个分流结构20位于板主体10的左右两侧，两个汇流结构30位于板主体10的左右两侧。各流道101根据流向分正向流道101a和反向流道101b，各正向流道101a的相对两侧分别连通一分流结构20和一汇流结构30，各反向流道101b的相对的两侧分别连通另一分流结构20和另一汇流结构30。

图4中，将正向流道101a中的冷却液流向作实线表示，而反向流道101b中的冷却液流向作虚线表示。

冷却液从两个分流结构20进入流道101并经两个汇流结构30流出。流道101根据流向分成正向流道101a和反向流道101b，换言之，液冷板形成两组方向相反的水流流通方向，该设置有利于均衡冷却液温度。具体的，冷却液在经过流道101而进行热交换的过程中温度会逐渐增加，使得换热效率逐渐降低，该情况使得单个流道101在靠近第一通口102的位置换热效果明显而靠近第二通口103处换热效果较差，在多个流道101均沿着相同方向单向流通的情况下，液冷板表面呈温度不均的情况，进液端和出液端温差可达到10℃。对向流道101的设置，能够有效改善该情况。

优选的，各正向流道101a和各反向流道101b交替排列。换言之，任两个正向流道101a之间设有一个反向流道101b，任两个反向流道101b之间设一个正向流道101a。该设置有利于提高液冷板在沿第一方向的热交换的均衡。经实验证明，采用对向流动且交替设置的流道101的设计，可以大幅提升冷板表面温度的均匀性，在热原均匀的情况下可将换热表面温差控制在3℃以下。

在本申请另一实施例中，各正向流道101a和各反向流道101b的长度均相等。请结合图1，位于板主体10左侧的分流结构20和汇流结构30左右设置，位于板主体10右侧的分流结构20和汇流结构30右左设置，使得左侧的分流结构20到右侧的汇流结构30的距离与左侧的汇流结构30到右侧的分流结构20的距离相等，从而使正向流道101a和反向流道101b的尺寸相等。该设置有利于进一步提升液冷板表面温度的均匀性。

在本申请另一实施例中，请参照图6和图7，分流结构20和汇流结构30均位于板主体10长度方向或宽度方向的一侧。图示结构中，分流结构20和汇流结构30均位于板主体10的左侧。各流道101向右延伸至右侧而后折返，而呈u形。本实施例中，分流结构20和汇流结构30均位于板主体10的上方，分流结构20和汇流结构30并排设置。冷却液从第一通口102到第二通口103的流动过程中，温度渐增，由于流道101呈u形，冷却液反向流至第二通口103处时，其温度相对第一通口102处高，而实现热交换，该设置同样有利于液冷板整体的温度均衡。

本实施例中，请参照图1、图5、图6和图7，液冷板呈矩形，长度990mm，宽度355mm；流道101宽度21mm、高度5mm；两个流道101之间的壁厚1mm。本领域技术人员可以根据实际给定的流量和泵压要求，设计流道尺寸以控制冷却液流速在0.5-2.0m/s，从而最大限度保证对流换热效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。