[發明專利]動力電池溫度調節用液體換熱板

在審

• 申請號: 201710765414.7
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107611524A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 唐志國;周梅華;王虎龍;馬雋遙;張軒;劉祥
• 申請（專利權）人: 江蘇福瑞士電池科技有限公司
• 主分類號: H01M10/617
• 分類號: H01M10/617;H01M10/625;H01M10/6554;H01M10/6567
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所32220
• 代理人: 董開龍

技術領域

本發明屬于動力電池熱管理領域，具體是一種應用于動力電池液體加熱或散熱的溫度調節用液體換熱板。

背景技術

對新能源汽車的核心部件——動力電池，一方面，需要在高溫環境下對動力電池進行散熱，同時需要在低溫環境下對動力電池進行加熱，以保證動力電池一直工作在合適的溫度區間；另一方面，需保證受散熱或受加熱的動力電池表面溫度的均勻性，一般需將動力電池的溫度差控制在10℃以下，避免因某一塊動力電池或某一局部點的溫度過高而造成電池性能的不均衡性，大幅度提升動力電池的使用壽命，同時避免因局部溫度過高引起動力電池熱失控，減少動力電池著火爆炸的可能性。

目前在動力電池加熱與散熱方面，特別是方形動力電池，通過導熱板來進行換熱的傳遞是一種很好的傳熱方式。為了增加熱傳遞的效果，一般在導熱板內鑿有液體流道，通過不同溫度高低液體的流動實現散熱和加熱的目的，即，當動力電池的溫度過低時，通過外在加熱部件加熱液體，是液體溫度升高，液體流經導熱板，通過對流換熱使導熱板升溫，再通過導熱的方式將熱量傳遞給動力電池，最終使得動力電池溫度升高；當動力電池的溫度過高時，利用外置的冷凝器使得液體溫度降低，將溫度較低的液體（通常是接近于環境溫度）流過導熱板，同樣通過導熱和對流換熱的方式將動力電池的熱量依次傳遞給導熱板和低溫流體，將熱量帶走，實現對動力電池降溫的目的。

液流導熱板的結構形式很多，目前以多通道為最常見。但目前的多通道液流導熱板存在著流量分配不均的問題。如圖1所示即為一種常規多通道液流導熱板的流場示意圖，液體從入口流入基板內的流動區域，一方面，由于中心流道的流阻顯然大于兩側流道的流阻，更多的液體從中心流道流過，外側的流量較小，相應地換熱量也較小，導致兩側的溫度和中心的溫度差較大；另一方面，沿著流體流動的方向，液體與動力電池不斷的進行換熱，使得流通溫度與被換熱器件的溫度差Δt越來越小，根據液體對流換熱量計算公式Q=αFΔt，可知，由于同一股流道內的對流換熱系數α和換熱面積均相等，換熱量亦即隨著Δt的減小而減少，也就是說，與換熱板下游接觸的動力電池獲得的換熱量要小得多，會造成與液體流道上下游位置對應的不同動力電池部位的溫度差增大，嚴重影響了動力電池熱管理的溫度均勻性要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有動力電池加熱或散熱的溫度不均勻性，在實現換熱器件與動力電池的高效換熱的基礎上，保證電動汽車的動力電池溫度的均勻一致性。

本發明采用如下技術方案：

一種動力電池溫度調節用液體換熱板，包括呈長方形的基板和蓋板，所述基板的一面內銑有液體流道，并在基板兩個寬邊的中心線上分別設有液體入口與出口；在基板的液體流道的區域內分區段設有與基板長邊相平行的多道凸條；其中，靠近液體入口的第一區段內的多道凸條呈以中心線為對稱的塔形布置，靠近中心線處的凸條最長，兩側的凸條依次變短，并以流體流出端對齊；在入口與第一區段凸條之間的中心線上設置一個弧形擋板。

優選的是，靠近液體出口的最后一區段內的多道凸條則相反，靠近中心線處的凸條最短，兩側的凸條依次變長，并以流體流入端對齊。

優選的是，在第一區段與最后一區段之間還設有一個區段，該區段內的凸條長度相等，兩端對齊平行排列；在各區段之間，凸條數目依次增多，上一區段的一道凸條對應下一區段內二道凸條，形成Y形分叉結構，且凸條間距依次減小，每區段的凸條間距累計之和也是依次減小。

優選的是，在第一區段與最后一區段之間還設有多個區段，多個區段內的凸條長度相等，兩端對齊平行排列；在各區段之間，凸條數目依次增多，上一區段的一道凸條對應下一區段內二道凸條，形成Y形分叉結構，且凸條間距依次減小，每區段的凸條間距累計之和也是依次減小。

優選的是，各區段內凸條的寬度相等，凸條的間距相等。

優選的是，所述第一區段內凸條的寬度與凸條間距之比為0.8-1.2。

優選的是，所述第一區段內中心線上最長凸條長度是后續分區段中凸條長度的0.1-0.5倍。

優選的是，凸條分區段設置數目為3-5段。

優選的是，所述蓋板的形狀大小和液體流道相同，與基板凹凸配合，通過摩擦焊與基板連接形成封閉的液體流道腔體。

本發明有益效果：

（1）在第一區段內的凸條呈中心對稱的塔形布置，并在緊接入口下游的中心線上設置一個弧形擋板，將入口處的一束流體在很短的長度范圍內就進行分流，形成多股均勻的流體，這樣，在各股流體的流量相等情況下，每股流體的換熱量是近似相等的，有利于實現換熱板內流道內外側溫度的均一性。