新能源汽車電池包的水冷散熱裝置的製作方法

2023-06-10 02:49:51

本發明屬於動力鋰電池技術領域，具體地說，本發明涉及一種新能源汽車電池包的水冷散熱裝置。

背景技術：

電動車具有噪音小、行駛穩定性好，零排放等優勢，對於維護國家能源安全，減少尾氣排放，促進汽車工業的發展，進而保障社會可持續發展均具有積極意義。電動車採用電池作為動力輸出載體，而電池溫度對電池壽命影響很大，對於面向提高電池系統輸出功率和削減電池數量的系統開發而言，單體電池的冷卻是兼顧性能和壽命的重要技術，開發一款簡單高效的冷卻系統勢在必行。

現有的電池包水冷散熱裝置有多種形式，如銅管嵌入式、橋接式、(真空)高/低溫釺焊式和微通管式。這些結構的水冷散熱系統都不能很好的兼顧加工製造成本和散熱效果，製造成本高，散熱效果差。

技術實現要素：

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供一種新能源汽車電池包的水冷散熱裝置，目的是提高散熱效果。

為了實現上述目的，本發明採取的技術方案為：新能源汽車電池包的水冷散熱裝置，包括讓冷卻水進入的進水管、讓冷卻水流出的出水管以及與進水管和出水管連接且用於與電池包的電芯接觸的水冷板，進水管內部具有進水道，出水管內部具有排水道，水冷板內部具有與進水道和排水道連通且使進水道中的冷卻水進入排水道中的冷卻水道，冷卻水道為s形。

所述冷卻水道包括依次連通的第一冷卻段、第二冷卻段和第三冷卻段，第一冷卻段與所述進水道連通，第三冷卻段與所述排水道連通。

所述第一冷卻段、所述第二冷卻段和所述第三冷卻段相平行，第二冷卻段位於第一冷卻段和第三冷卻段之間。

所述第一冷卻段和所述第三冷卻段的長度小於所述第二冷卻段的長度。

所述進水管和所述出水管為相對設置且兩者相平行，所述水冷板沿進水管和出水管的長度方向設置多個。

所述的新能源汽車電池包的水冷散熱裝置還包括設置於所述進水管與所述出水管之間的隔板，隔板沿進水管和出水管的長度方向設置多個。

所述隔板的兩端分別與所述進水管和所述出水管連接，隔板與一個所述水冷板或相鄰的兩個水冷板連接。

所述隔板與所述進水管、所述出水管和所述水冷板為焊接連接。

所述的新能源汽車電池包的水冷散熱裝置還包括設置於所述進水管與所述出水管之間的後擋板，所述隔板位於後擋板的同一側。

所述後擋板的兩端分別與所述進水管和所述出水管焊接連接。

本發明的新能源汽車電池包的水冷散熱裝置，通過在水冷板的內部設置s型的冷卻水路，熱傳遞更加均衡，從而提高了散熱效果；而且結構更加緊湊，重量更輕，製造成本低。

附圖說明

本說明書包括以下附圖，所示內容分別是：

圖1是本發明新能源汽車電池包的水冷散熱裝置的結構示意圖；

圖2是冷卻水流動方向示意圖；

圖中標記為：

1、後擋板；2、進水管；3、進水口；4、出水管；5、排水口；6、水冷板；7、隔板。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，並有助於其實施。

如圖1和圖2所示，本發明提供了一種新能源汽車電池包的水冷散熱裝置，包括讓冷卻水進入的進水管2、讓冷卻水流出的出水管4以及與進水管2和出水管4連接且用於與電池包的電芯接觸的水冷板6，進水管2內部具有進水道，出水管4內部具有排水道，水冷板6內部具有與進水道和排水道連通且使進水道中的冷卻水進入排水道中的冷卻水道，冷卻水道為s形。

具體地說，如圖1和圖2所示，進水管2和出水管4為相對設置且兩者相平行，進水管2和出水管4的長度大小相等且進水管2和出水管4的兩端分別對齊。進水道為從進水管2的一端端面開始沿進水管2的長度方向朝向進水管2的內部延伸形成的水道，進水道的進水管2的一端端面上形成讓外界冷卻水進入的進水口3，即進水管2為一端開口、一端封閉且內部中空的構件。排水道為從出水管4的一端端面開始沿出水管4的長度方向朝向出水管4的內部延伸形成的水道，排水道的排水管的一端端面上形成讓內部的冷卻水向外流出的排水口5，即出水管4為一端開口、一端封閉且內部中空的構件。進水管2上設置有進水口3的端部與出水管4上設置有排水口5的端部對齊，即進水口3和排水口5處於與進水管2和排水管的長度方向相垂直的同一直線上。

作為優選的，水冷板6沿進水管2和出水管4的長度方向設置多個，水冷板6的長度方向與進水管2和出水管4的長度方向相垂直，水冷板6長度方向上的兩端分別通過fsw焊接工藝(攪拌摩擦焊接工藝)與進水管2和出水管4焊接連接，相鄰的兩個水冷板6的側面相貼合。水冷板6內部所設的冷卻水道的一端與進水管2內部的進水道連通，冷卻水道的另一端與出水管4內部的排水道連通，冷卻水經進水道流入冷卻水道中，冷卻水道內的冷卻水在流入排水道中，最終冷卻水經排水道向外流出，冷卻水在流經進水道、冷卻水道和排水道的過程中，對電芯起到冷卻降溫的作用。

如圖2所示，水冷板6內的冷卻水道包括依次連通的第一冷卻段、第二冷卻段和第三冷卻段，第一冷卻段與進水道連通，第三冷卻段與排水道連通。第一冷卻段、第二冷卻段和第三冷卻段為沿水冷板6的寬度方向依次設置，第一冷卻段、第二冷卻段和第三冷卻段相平行且與水冷板6的長度方向相平行，第二冷卻段位於第一冷卻段和第三冷卻段之間，第一冷卻段為沿水冷板6的長度方向從水冷板6的一端端面開始朝向水冷板6內部延伸形成的水道，第二冷卻段為沿水冷板6的長度方向在水冷板6內部延伸形成的水道，第三冷卻段為沿水冷板6的長度方向從水冷板6的另一端端面開始朝向水冷板6內部延伸形成的水道，第一冷卻段與進水道連通，第三冷卻段與排水道連通，第二冷卻段使第一冷卻段和第三冷卻段連通。第一冷卻段的另一端與第二冷卻段的一端相連接且兩者為圓弧過渡連接，第二冷卻段的另一端與第三冷卻段的一端相連接且兩者為圓弧過渡連接。而且，第一冷卻段和第三冷卻段的長度小於第二冷卻段的長度，第一冷卻段和第三冷卻段的長度大致相等，第二冷卻段與第一冷卻段之間的垂直距離小於第二冷卻段與第三冷卻段之間的垂直距離，這種結構的s形冷卻水道具有阻滯冷卻水流速的作用，防止因冷卻水流速過大產生較大的水壓差造成後方冷卻段內冷卻水過少而影響冷卻效果，從而進一步提高了散熱效果。

作為優選的，水冷板6內的冷卻水道可設置多個，多個冷卻水道在水冷板6內部為沿水冷板6的寬度方向依次設置，從而可以進一步提高散熱效果。如圖2所示，在本實施例中，水冷板6內的冷卻水道設置兩個。

如圖1所示，本發明的新能源汽車電池包的水冷散熱裝置還包括設置於進水管2與出水管4之間的隔板7，隔板7在進水管2和出水管4之間沿進水管2和出水管4的長度方向設置多個，多個隔板7並為等距分布。隔板7用於分隔相鄰的兩個電芯，隔板7的兩端通過fsw焊接工藝(攪拌摩擦焊接工藝)分別與進水管2和出水管4焊接連接，隔板7並通過fsw焊接工藝(攪拌摩擦焊接工藝)與水冷板6焊接連接。兩個相鄰的隔板7與一個水冷板6、進水管2和出水管4包圍形成一個容納電芯的第一容置腔，第一容置腔為矩形腔體。關於在進水管2和出水管4之間所設的多個隔板7，其中一個隔板7的兩端分別與進水管2上設有進水口3的一端和出水管4上設有排水口5的一端焊接連接且該位置處的隔板7與一個水冷板6焊接連接，其餘的隔板7兩端是在進水管2和出水管4兩端之間的位置處與進水管2和出水管4焊接連接且各個隔板7在相鄰兩個水冷板6的拼接處與相鄰的兩個水冷板6同時固定連接。

如圖1所示，本發明的新能源汽車電池包的水冷散熱裝置還包括設置於進水管2與出水管4之間的後擋板1，所有隔板7位於後擋板1的同一側。後擋板1的長度方向與隔板7的長度方向相平行，後擋板1的兩端通過fsw焊接工藝(攪拌摩擦焊接工藝)分別與進水管2和出水管4焊接連接，後擋板1的兩端並為與進水管2的封閉端和出水管4的封閉端焊接連接，後擋板1並通過fsw焊接工藝(攪拌摩擦焊接工藝)與水冷板6焊接連接，後擋板1與距離最近的一個隔板7以及一個水冷板6、進水管2和出水管4包圍形成一個容納電芯的第二容置腔，第二容置腔為矩形腔體，第二容置腔的體積大小與第一容置腔的體積大小相等。

在本實施例中，如圖1所示，隔板7設置四個，水冷板6設置四個，後擋板1設置一個，第一容置腔具有三個，第二容置腔具有一個。進水管2、出水管4、隔板7、水冷板6和後擋板1的材質為鋁型材，各部件之間通過sw焊接工藝實現連接，焊接強度高；形成的水冷散熱裝置結構更加緊湊，重量更輕，能實現自動化生產，比起整體衝壓成型工藝成本低，散熱效果好。

以上結合附圖對本發明進行了示例性描述。顯然，本發明具體實現並不受上述方式的限制。只要是採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進；或未經改進，將本發明的上述構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。