一体式储能电池冷却结构制造技术

本发明专利技术公开了一体式储能电池冷却结构，包括冷板本体，所述冷板本体上设置有分层式流道组，所述分层式流道组包括若干支撑凸包和连通所述若干凸包的流道，所述凸包包括内流槽和设置于内流槽周缘的支撑沿。将传统冷板中的支撑及强化结构与冷却结构结合，实现不同功能的结构共用，从而在不增加冷板整体体积的前提下，扩大冷却液流动区域，有效增大冷板有限空间内的散热面积，提升散热效率；将冷板直接作为钣金箱体底托，不仅减少整个箱体的加工步骤与工序，并且使得冷板与箱体的整部的连接更加紧凑。凑。凑。

【技术实现步骤摘要】
一体式储能电池冷却结构


[0001]本专利技术涉及电池冷却结构
，尤其是涉及一体式储能电池冷却结构。

技术介绍

[0002]现有的储能电池冷却方式通常会采用钣金箱体加冷板的方式，冷板置于箱体内底部，置电池于冷板之上。这种储能电池冷却方式结构过于复杂，钣金箱体与冷板和电池的装配方式不够紧凑，并且由于组合件过于多成本极高。
[0003]尤其需要注意的是，目前常见种类的电池，在电池充放电过程中均会出现温度分布不均匀的热行为。这是由于电池内部电流密度的不均匀性、电化学反应的复杂性、生热时变性和非线性等特点导致的，这会造成电池的区域老化和荷电状态（SOC）分布不均匀。严重情况下，可能会由于电池区域过度充电或过度放电而引起局部失效。并且，这种不均匀温度分布在高倍率时更加显著。因此，建立识别电池温度不均匀分布的热模型至关重要。
[0004]目前的研究中，电池的热模型包括电热耦合模型和电化学热耦合模型。电热耦合模型是基于电池等效电路模型，根据过电势或电阻计算产热量，通过热方程与热模型耦合，实现温度预测，但是它不能体现电池发热的不一致性，不足以体现电池温度空间分布的不均匀性。电化学热耦合模型通过模拟电池内部的电化学行为，实现电池温度预测。虽然电化学热耦合模型可以通过不均匀的电流密度来表达温度的不均匀性，但是该方法需要许多不确定的内部参数，如正负极电势和电导率等，导致模型很难完全参数化。
[0005]例如现有技术公开了一种电动汽车电池液冷板，申请号为CN202222018880.8，包括直板、进水管接头和出水管接头，所述直板的内部通过中间隔挡分别设有进水流道和出水流道。
[0006]上述方案中，通过均为完整平面的上板和下板，作为冷却工作表面，可同时冷却与上板和下板接触的模组，也可以仅使用一个冷却工作表面工作；提高液冷板的使用率和灵活性，降低液冷板的使用数量；再通过在中间隔板上开设或不开设第一通孔，隔板上全开设或不全开设或不开第二通孔，目的是根据不同的工况，对靠近进水管接头的发热高的位置降温和对远离进水管接头的发热低的位置降温进行调节，实现安装在液冷板上的电池模组温度均匀调节的目的。但是该方案中整个液冷板中流道占据空间大，缺乏板体承载支撑结构，在装配时需要额外增加支撑板来强化冷板强度，这无疑增加了材料及钣金成本，并且使得电池模组体积增大，不符合目前的轻量化思路。

技术实现思路

[0007]针对
技术介绍
中提到的现有技术中储能电池冷板无法兼顾冷却与支撑两种功能的问题，本申请提供了一体式储能电池冷却结构，将传统冷板中的支撑及强化结构与冷却结构结合，实现不同功能的结构共用，从而在不增加冷板整体体积的前提下，实现将冷板直接作为钣金箱体底托，不仅减少整个箱体的加工步骤与工序，并且使得冷板与箱体的整部的连接更加紧凑。
[0008]本申请的第二专利技术目的是解决实际应用存在电池发热不均的问题，通过优化冷板结构及其配件实现冷却液变流速降温技术。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术公开了一体式储能电池冷却结构，包括冷板本体，所述冷板本体上设置有分层式流道组，所述分层式流道组包括若干支撑凸包和连通所述若干凸包的流道，所述凸包包括内流槽和设置于内流槽周缘的支撑沿。所述分层式流道组包括传统冷板中的冷却液流道，还包括凸包内设置的内流槽，将凸包纳入分层式流道组后，扩大了冷却液覆盖面积，同时有效提升热传导效率，使得原本仅用于支撑加强板体结构强度的凸包参与散热冷却工作。而将凸包进行结构优化后，可将冷板直接用于钣金箱体的底托，这种方案既能提升储能电池的与冷却液的隔离密封性能，同时强化整个箱体的结构强度，减少加工步骤与工序，有效降低箱体占用空间，结构紧凑，符合市场需求。
[0010]进一步的，所述支撑沿高于内流槽，相邻内流槽之间设置有支流流道；所述支流流道的深度介于内流槽与支撑沿之间。所述内流道通过支流流道彼此连通，而支撑沿则是凸包外轮廓线，其用于支撑起整个结构，而支撑沿内部的内流槽拓展了冷却液流通区域，且利用产生高度差的内流槽与支流流道形成冷却液湍流，从而显著强化液体传热；根据试验证明，降低冷却液温度和提升流量对电池组的散热效果无明显改善，反而会带来过大的内部温差和冷 却液泵功耗；而适当变化冷却液流动稳定情况，利用冷却液在湍流下传热效果比在层流下传热效果好的这一试验结论改善冷板散热效率。
[0011]作为优选，所述支撑沿包括沿冷板本体厚度方向倾斜延伸的斜角侧壁，所述斜角侧壁两端分别连接冷板本体和内流槽槽底。所述斜角侧壁用于强化凸包结构强度，增加纵向承载能力。
[0012]作为优选，所述支撑沿的转角设置有圆弧角，所述圆弧角在高度方向上呈倾斜包边结构。所述圆弧角的倾斜包边结构使得相邻斜角侧壁之间完成光滑过渡，既提升了凸包的结构完整性，同时增加凸包底部的接触面积，以降低凸包底部的局部压强，从而提升凸包的整体抗压能力。
[0013]作为优选，所述流道还包括主流道，所述主流道包括长流道和短流道，各长流道端部通过短流道连通，所述短流道连通于支流流道。所述主流道通过短流道彼此连通，在冷却液进行流通时，能够通过短流道在各个长流道内并联流通，从而缩短单位冷却液在整个冷板上的行进长度，进而提升冷却液循环效率，提升相同冷却液总量下的热量携带能力。
[0014]进一步的，所述长流道间还连通设置有至少两条不平行于长流道的湍流流道；所述湍流流道深度与长流道深度不同。所述湍流流道分布于长流道之间，主要用于增强冷板中部的换热能力，而由于湍流流道深度与长流道深度不同，因此冷却液在两者结合处会产生波动，从而改变冷却液流速形成湍流，根据热空间物理学，湍流这种变流速的无序流动方式可以增加冷却液的活动强度，使热传导率提升，从而优化冷板的散热性能。
[0015]作为优选，所述湍流流道均匀分布在冷板本体上。所述湍流流道均匀分布在冷板上，避免冷板局部因远离湍流流道造成热传导效率区别于其他靠近湍流流道的区域而产生热聚集，引起电池局部温度升高而影响整体性能。
[0016]作为优选，所述湍流流道内设置有膨胀筋，所述膨胀筋为弹性闭环片，所述膨胀筋沿湍流流道长度方向呈弧形布置。所述膨胀筋为弧形闭合弹片，在受到电池热量影响时会发生膨胀，从而在湍流流道内形成凸起，产生窄口效应，提高冷却液的流速和波动率，进一
步增加冷却液活动强度，从而强化冷却液热传导效率。
[0017]作为优选，所述湍流流道内设置有膨胀筋，所述膨胀筋为多层弹性闭合片，所述膨胀筋包括至少两层交叉设置的曲型片。所述膨胀筋通过交叉设置的曲型片对冷却液造成径向隔断，从而极大提升冷却液对流道内壁的接触面积和相对速度，进而提升冷却液传导冷板热量的效率。
[0018]进一步的，所述支流流道的深度大于内流槽深度。所述内流槽与支流流道同样存在高度差，这使得冷板本体外围冷却液同样产生湍流现象，配合湍流流道实现冷板本体的热传导效率优化。
[0019]因此，本专利技术具有如下有益效果：（1）将传统冷板中的支撑及强化结构与冷却结构结合，实现不同功能的结构共用，从而在不增加冷板整体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一体式储能电池冷却结构，其特征在于，包括冷板本体，所述冷板本体上设置有分层式流道组，所述分层式流道组包括若干凸包和连通所述若干凸包的流道，所述凸包包括内流槽和设置于内流槽周缘的支撑沿。2.根据权利要求1所述的一体式储能电池冷却结构，其特征在于，所述支撑沿高于内流槽，相邻内流槽之间设置有支流流道；所述支流流道的深度介于内流槽与支撑沿之间。3.根据权利要求1所述的一体式储能电池冷却结构，其特征在于，所述支撑沿包括沿冷板本体厚度方向倾斜延伸的斜角侧壁，所述斜角侧壁两端分别连接冷板本体和内流槽槽底。4.根据权利要求1所述的一体式储能电池冷却结构，其特征在于，所述支撑沿的转角设置有圆弧角，所述圆弧角在高度方向上呈倾斜包边结构。5.根据权利要求2所述的一体式储能电池冷却结构，其特征在于，所述流道还包括主流道，所述主流道包括长流道...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏波涛，曾茂进，
申请(专利权)人：祥博传热科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：