一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法与流程

本发明涉及电池热管理，具体为一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法。

背景技术：

1、随着储能行业的快速发展，电池的安全性能越来越受到关注，目前储能行业电池热管理系统主要以传热效率低，散热均匀性差，能耗更高的空调散热为主；

2、常规储能水冷板散热遇到的难点：水冷板冷却后，水冷板冷却液入口处的电芯温度要比出口处电芯的温度低不少，而储能行业内目前大多数客户的要求是单电池包所有电芯的测试温差不允许超过3℃，温升不允许超过40℃，所以如果解决不了冷却液出入口处电芯的温差大问题，将很难实现温差不超过3℃的愿景；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法，将循环后的流体重新绕回至入口的低温区域，从而达到让入口最低温电芯温度稍稍提高降低温差的效果，可以解决现有技术中的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，包括水冷板件，还包括第一序组电芯、第二序组电芯、第三序组电芯和第四序组电芯，其设置于水冷板件的上方，所述水冷板件的一端设置有冷却液入口，冷却液入口的一侧设置有冷却液出口，所述冷却液入口和冷却液出口均与水冷板件通过内螺纹连接，所述第一序组电芯、第二序组电芯、第三序组电芯和第四序组电芯的两端分别设置有电芯端板，电芯端板与第一序组电芯、第二序组电芯、第三序组电芯和第四序组电芯均通过螺栓连接。

3、优选的，所述冷却液入口的一端设置有分流主腔，所述分流主腔内部的一端设置有三角导流块，三角导流块的一侧设置有分流块，所述三角导流块垂直于分流块。

4、优选的，所述分流主腔内部的另一端分别与回流腔道和循环腔道贯通连接，回流腔道和循环腔道的中段均设置有中转腔道。

5、优选的，所述中转腔道的两端均设置有渐缩流道，电芯端板安装在渐缩流道的上方，所述中转腔道通过渐缩流道分别与回流腔道和循环腔道贯通连接，中转腔道、回流腔道和循环腔道的内部均设置有水平导流块。

6、优选的，所述分流主腔、回流腔道和循环腔道与汇流腔道贯通连接，汇流腔道垂直于分流主腔、回流腔道和循环腔道。

7、优选的，所述汇流腔道的一端与高温腔道贯通连接，所述高温腔道的内部设置有水平导流块，汇流腔道的内部设置有垂直导流块。

8、优选的，所述高温腔道的另一端与冷却液出口贯通连接，高温腔道的内部设置有四组腔道。

9、一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构的冷却方法，包括如下步骤：

10、步骤一：冷却液经冷却液入口进入到水冷板件的内部，在内部导流结构的影响下冷却液从分流主腔的两侧分别流入到顶部的回流腔道和底部的循环腔道中，此区域会先对第一序组电芯和第二序组电芯进行散热；

11、步骤二：进入到循环腔道内的冷却液呈蛇形流动最后进入到汇流腔道中，回流腔道处的冷却液同样会流入到汇流腔道中，最后经汇流腔道汇入到高温腔道，此时高温腔道内的冷却液温度要高于其他腔道，此区域对第三序组电芯和第四序组电芯进行散热；

12、步骤三：高温腔道内部的冷却液在流向冷却液出口时会进行一个弯折回流，弯折区域与冷却液的入口区域贴合，使入口处与出口处的冷却液完成一次换热操作，吸收热量的冷却液经过入口处第一序组电芯时可以中和最低温区域。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、1、本发明，冷却液经冷却液入口进入到水冷板件的内部，在内部导流结构的影响下冷却液从分流主腔的两侧分别流入到顶部的回流腔道和底部的循环腔道中，此区域会先对第一序组电芯和第二序组电芯进行散热，进入到循环腔道内的冷却液呈蛇形流动最后进入到汇流腔道中，回流腔道处于的冷却液同样会流入到汇流腔道中，最后经汇流腔道汇入到高温腔道，此时高温腔道内的冷却液温度要高于其他腔道，此区域对第三序组电芯和第四序组电芯进行散热，高温腔道内部的冷却液在流向冷却液出口时会进行一个弯折回流，弯折区域与冷却液的入口区域贴合，使入口处与出口处的冷却液完成一次换热操作，吸收热量的冷却液经过入口处第一序组电芯时可以中和最低温区域；

15、2、本发明，电芯端板安装在渐缩流道的上方，电芯端板受外界环境温度影响较大，此时贴临端板的电芯温度相较于其他电芯区域较低，所以可以将流道进行减少，避免出现资源浪费，降低因外界环境温度及电池自身的充放电产生的热量造成的影响，让储能的电池温度更低，提高电池的使用安全性能；

16、3、本发明通，通过水冷板的设计，让电池的温差、温升更低，增加电池的使用寿命。

技术特征：

1.一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，包括水冷板件(5)，其特征在于；

2.根据权利要求1所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于：所述冷却液入口(501)的一端设置有分流主腔(503)，所述分流主腔(503)内部的一端设置有三角导流块，三角导流块的一侧设置有分流块，所述三角导流块垂直于分流块。

3.根据权利要求2所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于：所述分流主腔(503)内部的另一端分别与回流腔道(504)和循环腔道(505)贯通连接，回流腔道(504)和循环腔道(505)的中段均设置有中转腔道(507)。

4.根据权利要求3所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于，所述中转腔道(507)的两端均设置有渐缩流道(5071)，电芯端板(6)安装在渐缩流道(5071)的上方，所述中转腔道(507)通过渐缩流道(5071)分别与回流腔道(504)和循环腔道(505)贯通连接，中转腔道(507)、回流腔道(504)和循环腔道(505)的内部均设置有水平导流块。

5.根据权利要求4所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于：所述分流主腔(503)、回流腔道(504)和循环腔道(505)与汇流腔道(508)贯通连接，汇流腔道(508)垂直于分流主腔(503)、回流腔道(504)和循环腔道(505)。

6.根据权利要求5所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于：所述汇流腔道(508)的一端与高温腔道(506)贯通连接，所述高温腔道(506)的内部设置有水平导流块，汇流腔道(508)的内部设置有垂直导流块。

7.根据权利要求6所述的一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其特征在于：所述高温腔道(506)的另一端与冷却液出口(502)贯通连接，高温腔道(506)的内部设置有四组腔道。

8.一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构的冷却方法，基于权利要求7所述的用于新能源电池散热的水冷板流道结构，其中，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法，属于电池热管理技术领域。一种用于新能源电池散热的水冷板流道结构及其方法，包括水冷板件，还包括第一序组电芯、第二序组电芯、第三序组电芯和第四序组电芯，其设置于水冷板件的上方，所述水冷板件的一端设置有冷却液入口，冷却液入口的一侧设置有冷却液出口，所述冷却液入口和冷却液出口均与水冷板件通过内螺纹连接，所述第一序组电芯、第二序组电芯、第三序组电芯和第四序组电芯的两端分别设置有电芯端板。为解决冷却液出入口处电芯的温差大的问题，将循环后的流体重新绕回至入口的低温区域，从而达到让入口最低温电芯温度稍稍提高降低温差的效果。

技术研发人员：陈荣贤,陈超鹏余,叶茂华,谌明昊,沈甫,汪钟毓
受保护的技术使用者：马鞍山纳百川热交换器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16