本技术属于锂离子电池热管理,具体涉及一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板。
背景技术:
1、随着电动汽车、便携设备和储能系统等领域的快速发展,对于锂离子电池组的能量密度和高功率充放电要求也日益增加,导致锂离子电池组在工作过程中产生大量的热量,如果无法有效散热,可能导致电池组温度过高,产生安全隐患。现有研究表明,液冷板散热技术是目前应用较为广泛的冷却技术,可以快速、高效地将电池组产生的热量带走,在实现电池组最高温有效控制的同时,也能降低电池组表面的温度,实现电池组温度的均匀分布,从而确保电池组正常工作,提高电池组的安全性和稳定性。
2、现在锂离子电池组通常在电池组底面或侧面布置液冷板,所述液冷板上设置有冷却液流道,传统液冷板流道以并行流道、蛇形流道和直流道为主,但均存在散热效率低、冷却液流量分配不均匀和流动阻力较大的缺点。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的问题与缺陷,本实用新型的目的在于提供一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,该树形仿生流道结构能够在保证电池组最佳工作温度范围的同时改善电池组的均温性,并减少冷却功耗提高散热效率。
2、为了实现上述发明目,本实用新型所采用的技术方案是:一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,包括锂离子电池组和液冷板组,所述锂离子电池组固定安装在液冷板组上,所述锂离子电池组包括若干单体锂离子电池,所述液冷板组由基板和盖板固定密封连接组成,所述基板上设计有冷却液流道,所述冷却液流道由一端为流道入口的进液总流道和一端为流道出口的出液总流道及并联在进液总流道和出液总流道之间的多条冷却流道组成,所述冷却流道呈树状分形结构。
3、进一步地,所述的流道入口和流道出口关于液冷板基板的中心呈中心对称布置,所述的进液总流道与出液总流道关于液冷板基板的中心呈中心对称布置,进液总流道与出液总流道平行。
4、进一步地,所述类似树状分形结构为三级树状分形结构,且每级树状分形结构的分支之间保持平行。
5、进一步地,所述基板和盖板均采用铝合金材料加工而成,盖板通过焊接方式与基板密封焊合,基板厚度在3~10mm范围内选取,基板上的冷却液流道加工深度小于基板的厚度,盖板厚度在2~5mm内选取。
6、进一步地,所述多个冷却流道位于同一水平面,且每个冷却流道间隔排布于所述进液总流道和出液总流道之间。
7、进一步地,所述冷却流道包括第一冷却流道、第二冷却流道、第三冷却流道、第四冷却流道、第五冷却流道、第六冷却流道,流道入口与进液总流道相互连通,进液总流道与各第一冷却流道相互连通,各第一冷却流道与相邻各第二冷却流道相互连通,各第二冷却流道与相邻各第三冷却流道相互连通,各第三冷却流道与相邻各第四冷却流道相互连通,各第四冷却流道与相邻各第五冷却流道相互连通,各第五冷却流道与相邻各第六冷却流道相互连通,各第六冷却流道均与出液总流道相互连通,出液总流道与流道出口相互连通。
8、进一步地,所述各第一冷却流道和各第六冷却流道关于基板的横向中心线呈上下对称布置,所述各第二冷却流道和各第五冷却流道关于液冷板基板的横向中心线呈上下对称布置,所述各第三冷却流道和各第四冷却流道关于液冷板基板的横向中心线呈上下对称布置。
9、与现有技术相比较,本实用新型的一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板具有以下有益效果:
10、(1)本实用新型中,锂离子电池液组冷板采用仿生树状分形流道结构,能够在保证电池组最佳工作温度范围的同时改善电池组的均温性,并减少冷却功耗提高散热效率;
11、(2)本实用新型中,冷却流道设置为类似树状分形结构,可增加冷却流道有效流动路径长度,增大换热面积,通过合理的流量分配,能够降低树状分形流道内紊流程度,减少冷却流道内的阻力,增强冷却流道的传热效率;
12、(3)本实用新型中,锂离子电池组液冷板采用仿生树状分形流道结构,与传统流道结构相比,在相同的散热条件下可以减小流道的尺寸,进而减少液冷板重量和节省所占空间;
13、(4)本实用新型中,可根据锂离子电池组散热要求的不同,支流流道组内的冷却流道可以进行相应的或疏或密的优化调整,具有一定的柔性。
1.一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,包括锂离子电池组(1)和液冷板组(2),所述锂离子电池组(1)固定安装在液冷板组(2)上,其特征在于:所述锂离子电池组(1)包括若干单体锂离子电池(11),所述若干锂离子电池(11)均匀排列在液冷板组(2)上,所述液冷板组(2)由基板(21)和盖板(22)固定密封连接组成,所述基板(21)上设计有冷却液流道,所述冷却液流道由一端为流道入口(211)的进液总流道(213)和一端为流道出口(212)的出液总流道(214)及并联在进液总流道(213)和出液总流道(214)之间的多条冷却流道(215)组成,所述冷却流道(215)呈树状分形结构。
2.根据权利要求1所述一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述冷却流道(215)由第一冷却流道(2151)、第二冷却流道(2152)、第三冷却流道(2153)、第四冷却流道(2154)、第五冷却流道(2155)和第六冷却流道(2156)组成,所述进液总流道(213)与各第一冷却流道(2151)相互连通,各第一冷却流道(2151)与相邻各第二冷却流道(2152)相互连通,各第二冷却流道(2152)与相邻各第三冷却流道(2153)相互连通,各第三冷却流道(2153)与相邻各第四冷却流道(2154)相互连通,各第四冷却流道(2154)与相邻各第五冷却流道(2155)相互连通,各第五冷却流道(2155)与相邻各第六冷却流道(2156)相互连通,各第六冷却流道(2156)均与出液总流道(214)相互连通,出液总流道(214)与流道出口(212)相互连通。
3.根据权利要求1所述一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述的流道入口(211)和流道出口(212)关于液冷板基板(21)的中心呈中心对称布置,所述的进液总流道(213)与出液总流道(214)关于液冷板基板(21)的中心呈中心对称布置,进液总流道(213)与出液总流道(214)平行。
4.根据权利要求1所述一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述树状分形结构为三级树状分形结构,且每级树状分形结构的分支之间保持平行。
5.根据权利要求1所述一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述基板(21)和盖板(22)均采用铝合金材料加工而成,盖板(22)通过焊接方式与基板(21)密封焊合。
6.根据权利要求1所述的一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述多个冷却流道(215)位于同一水平面,且每个冷却流道(215)间隔排布于所述进液总流道(213)和出液总流道(214)之间。
7.根据权利要求2所述的一种仿生树状分形流道结构的锂离子电池组液冷板,其特征在于:所述各第一冷却流道(2151)和各第六冷却流道(2156)关于基板的横向中心线呈上下对称布置,所述各第二冷却流道(2152)和各第五冷却流道(2155)关于液冷板基板的横向中心线呈上下对称布置,所述各第三冷却流道(2153)和各第四冷却流道(2154)关于液冷板基板的横向中心线呈上下对称布置。
