一种电池水冷板及一种电池包的制作方法

1.本技术涉及电池包技术领域，具体涉及一种电池水冷板及一种电池包。


背景技术：

2.目前，近些年来，新能源纯电动汽车的品牌是越来越多，人们对纯电动汽车的接受度也是越来越高，国家也是大力支持这种新能源汽车，很多地方的公交大巴都在逐步地更换成纯电动汽车。在这种大趋势下，重点关注和改善纯电动汽车的核心部件之一的锂电池包就显得尤为重要，因为它是新能源纯电动汽车动力来源的载体，它的好坏直接关系到电动汽车的优劣。
3.车载电池包在行车过程中为车辆提供动力。在行车过程中，车载电池包会发热，当车载电池包温度过高后会产生一定的安全隐患。因此，现有技术中，一般在车载电池包的内部设置冷却板，以对车载电池包进行降温。
4.但是在实际使用水冷板时，因为电池的发热量、电池包结构以及用电情况等因素，使得不同的电池包热量分布是不同的，而在水冷板的制作过程中，都是采用标准型材制成，利用型材内部的型腔作为冷却液流通的流道，其中很多流道都是不必要去换热的，如果冷却液经过这些流道，一方面产生很多摩擦损失，提高了水冷系统的能耗，另一方面冷却液在不必要的位置吸收热量提高温度，使得在需要降温的位置换热能力下降，冷却效果降低。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种电池水冷板及一种电池包，可以将不相邻的型腔连接起来，使得冷却液无需经过不必要降温的型腔。
6.为达到以上目的，一方面，采取的技术方案是：
7.本技术提供一种电池水冷板，包括：
8.边框，其侧壁设置有进水口和出水口；
9.安装于边框内的冷却板，数量有一块或多块，冷却板中开设有若干条型腔，其中一部分型腔为用于供冷却液流通的第一型腔，其余的型腔为第二型腔，相邻的第一型腔相连通并形成第一流道，且不相邻的第一流道通过转换卡块相连通，所述进水口和出水口分别连通于不同的第一流道。
10.优选的，所述边框包括与型腔方向平行的两条安装边梁、以及与型腔方向垂直的两条结构边梁，安装边梁和结构边梁之间固定连接。
11.优选的，每个所述安装边梁的顶面设置有多个用于安装电池遮罩的安装孔。
12.优选的，每个所述安装边梁的顶面用于将电池水冷板固定的固定孔。
13.优选的，所述安装边梁内设置有加强筋。
14.优选的，所述边框还包括：
15.加强中梁，数量有一个或多个，其两端分别连接于安装边梁。
16.优选的，所述结构边梁开设有用于容纳转换卡块的转换卡槽。
17.优选的，所述结构边梁靠近冷却板的侧壁设置有增强梁，增强梁与结构边梁共同构成阶梯形。
18.优选的，所述转换卡块内设置有分流通道，且所述转换卡块的底面设置有多个与分流通道相连通的第二分流孔；
19.所述第一流道的起始端和/或末端设置有第一分流孔；
20.当转换卡块将不同第一流道相连通时，每个第二分流孔与一个第一分流孔相连通。
21.另一方面，本技术还提供一种电池包，其电池包包括如前述的电池水冷板。
22.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
23.本技术的电池水冷板及一种电池包，由于通过转化卡块将不相邻的流道连接起来，可以使得冷却液不经过不必要的流道，降低了冷却液的摩擦损失，降低了冷却系统能耗，同时提高了冷却液的冷却效果。
24.同时，电池包的设计人员可以根据电池包的位置、工作情况以及电池包本身的特性来自由选择布置哪些流道流通冷却液，此时仅需在冷却板上的相应位置钻出一定数量的第一分流孔即可，而无需大幅度修改冷却板结构，多种电池包可以采用同一种冷却板，降低了设计、采购的成本。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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技术的一些实施例，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。
26.图1为本技术中一个实施例的结构示意图。
27.图2为图1所示实施例中转换卡块和边框分离的结构示意图。
28.图3为图2中冷却板和转换卡块的安装示意图。
29.图4为图1中设置有转换卡槽的结构边梁的剖视示意图。
30.图5为图4的放大示意图。
31.图6为图1的爆炸示意图。
32.附图标记：
33.1、边框；11、安装边梁；111、安装孔；112、固定孔；113、加强筋；12、结构边梁；121、转换卡槽；13、加强中梁；14、增强梁；141、预留槽；15、端头；2、冷却板；21、第一流道；22、第一分流孔；3、转换卡块；31、分流通道；32、第二分流孔。
具体实施方式
34.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.本技术中，提供一种电池水冷板的实施例，包括边框1和冷却板2，冷却板2的数量
有一块或多块。在本实施例以及后续实施例中，用于冷却的介质选用水作为代表进行介绍，本领域的技术人员可以根据实际需要选用其他合适的液体作为冷却介质。
36.具体的，在本实施例中，可以参见图1、图3、图4和图6，冷却板2有三块，其中边缘的两块固定于边框1，中间一块通过各种连接结构连接于边框1，例如通过螺栓将冷却板2拧接于边框1。
37.冷却板2内有多条型腔，型腔为沿着冷却板2长度方向开设的空腔，型腔沿着宽度方向均匀密布，应当注意的是，一般的情况下型腔的尺寸形状都是相同的，所以有一些型腔会位于两块冷却板2的交界处，此时会在两块冷却板2的相交界的边沿各开一部分，等两块冷却板2组装起来后才形成完整的型腔。也有的实施例中，因为这样由两块冷却板2拼接后才形成的型腔会有漏水风险，因此也将靠近边沿的型腔的尺寸改小，以确保型腔都在冷却板2内部。
38.在实际使用过程中，使用者会根据自身需要设计电池包，也即电池具有一定的排布方向和排布顺序，有些地方电池多，有些地方电池少，而相应的，有些地方受电池产热的热量多，温度高，有些地方则相反，而在冷却过程中，仅需要电池整体温度在特定温度之下，而冷却水在温度低的地方也会吸热，导致在温度高的位置冷却水换热能力差，电池无法有效的降温，所以影响电池的使用。
39.所以本实施例在使用前，根据给定的电池包设计样式，仅选定其中部分型腔用来冷却，这一部分型腔称为第一型腔，其余的不用来冷却，这一部分称为第二型腔。相邻的第一型腔一般在头部或尾部打孔，使得相邻两个第一型腔连通，多个第一型腔这样首尾相连通就行从了第一流道21。但是因为电池包的设计样式的限制，第二型腔可能会夹杂在第一型腔内，而第一型腔和第二型腔之间是完全隔绝的，第二型腔内没有冷却水流通，所以第二型腔将整个冷却板2按照是否将要流通冷却水划分为两个或更多个区域，每个区域内互相连通的第一型腔构成一个第一流道21，第一流道21之间互相隔绝无法直接连通，所以还设置有转换卡块3来将不相邻的第一流道21之间连通。其具体的，转换卡块3既可以将不同的第一流道21之间串联，也可以通过一进多出的方式将多个第一流道21之间并联。
40.在实际使用中，一般电池包的重量很大，在使用环境有一些颠簸的时候会对整个水冷板产生弯矩和扭矩，而型腔构成一个类似于梁的结构，其抗弯能力较强，但是抗扭能力较差。
41.因此，在一些优选的实施例中，上述边框1包括与流道方向平行的安装边梁11，以及与型腔方向垂直的结构边梁12，安装边梁11和结构边梁12之间的位置要相对固定，所以一般采用焊接的形式将两者固定，但是有一些实施例也可以采用诸如连接件可拆卸连接、结构胶胶结或者一体成型等其他方式将安装边梁11和结构边梁12相对固定。
42.具体的，因为型腔形状本身大致为一个方形管，其承力能力类似于箱梁，具有一定的抗弯能力，所以两侧的安装边梁11无需具有较强的强度，适合用来安装、连接其他的附属部件，而型腔之间连接关系不强，整个冷却板2抗扭的能力较差，所以型腔两端的结构边梁12选用的材料强度要大，结构要更为结实，同时减少容易降低抗扭能力的孔洞，所以一般不在结构边梁12上安装其他部件。
43.其中一种优选的实施例中，电池需要防尘、挡灰以及防撞，所以要在电池包上设置电池遮罩，为了适配遮罩，在安装边梁11的顶部设置有多个用于安装电池遮罩的安装孔
111。
44.另一些优选的实施例中，在电池使用时一般需要进行固定，电池一般有支架辅助固定，而水冷板没有，仅靠电池的重量进行固定，长期使用有有偏移的可能，因此在安装边梁11上设置有固定孔112，用于将整个电池水冷板固定在特定位置。
45.在一些应用场景下，例如在电动汽车急转弯时，水冷板两端的受力完全不同，容易使得安装边梁11扭转，所以对安装边梁11本身的强度有一定的要求，因此还有一些优选的实施例中，在安装边梁11内设置有加强筋113，具体的，加强筋113沿安装边梁11截面的对角线设置。
46.一些优选的实施例中，因为电池重量较大，在一些使用场景中需要整体运动，例如安装在电动汽车上，电池会在运动过程中对边框1产生冲击，特别是在较长的水冷板中，安装边梁11的中部难以受到结构边梁12的保护，容易外突变形，因此边框1还包括有至少一个加强中梁13，加强中梁13两端连接于安装边梁11，可以在电池冲击边框1时将安装边梁11向中间拉，延长边框1使用寿命。
47.一些实施例中，转换卡块3的位置在边框1内，但是这样不仅需要预留转换卡块3的安装空间，还会因为要防止整个结构在运动时电池的晃动冲击转换卡块3导致破损，使得转换卡块3四周还需要预留一定的空间，总体上限制电池包的使用空间。还有一些实施例中，转换卡块3位于边框1外，这样增大了整个电池水冷板的占地面积，同时转换卡块3没有保护措施，在使用过程中很容易因为外物导致漏水。
48.因此在一些优选的实施例中，如图2、图4所示，在结构边梁12上开设有数量与转换卡块3相同的转换卡槽121，每个转换卡槽121对应一个转换卡块3，这样转换卡块3可以插接在其中，借助结构边梁12来保护转换卡块3，同时避免了占用内部电池包的安装空间。
49.一些实际使用过程中，为了最大发挥型腔抗弯能力，一般一组电池是按照型腔长度进行排列的，同时因为电池包内电池分布不均匀，在汽车行驶的过程中，每组电池对结构边梁12的冲击、压迫各不相同，使得结构边梁12也需要承受不同大小的剪力和扭力。
50.因此在一些优选的实施例中，在结构边梁12靠近冷却板2的侧壁设置有增强梁14，增强梁14与结构边梁12共同构成阶梯形。具体的，可以参见图2，增强梁14结构一般按照受力进行设计，并非规整的长方体，同时有一些用于辅助将整个边梁和水冷板安装的孔。
51.一些实施例中，转换卡块3内设置有分流通道31，可以参见图4，分流通道31的作用是为了让冷却液流通的，在转换卡块3的底部设置有多个第二分流孔32，第二分流孔32是供冷却水进出分流通道31的。而第一流道21的起始端和/或末端设置有第一分流孔22，当转换卡块3安装时，转换卡块3上的第二分流孔32和对应第一流道21的第一分流孔22对准，使得多个第一流到互相连通。其具体的，在图3和图4所示的实施例中，转换卡块3底部仅有两个第二分流孔32，对应连接两个第一分流孔22，转换卡块3安装完成后，两个第一流道21越过中间的第二型腔互相连通。也有一些实施例中可以实现一进多出的形式，例如，在转换卡块3底部设置三个第二分流孔32，分别连接在三个第一流道21，其中一个第一流道21与入水口相连，就形成一进两出的结构，剩下两个第一流道21形成并联。降低了单份水的摩擦损失，而在两个并联的第一流道21中也可以通过一个转换卡块3连接并送向连通于出水口的第一流道21，这样实现了多进一出的效果。在实施过程中可以根据需要自行设计，改变冷却液流通方向。
52.一些实际使用过程中，外接的冷却水管道在车辆行驶过程中因为颠簸容易松动，所以一些优选的实施例中，上述进水口和出水口外均设置有用于增强连接性的端头15，可以有效提高入水口、出水口和外界管道的连接力，避免管道脱开。
53.本技术还提供一种电池包的实施例，该电池包应用了本技术提供的任一一种电池水冷板。
54.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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技术和简化描述，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技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
55.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
56.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。