一种液冷板、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池的技术领域，具体而言，涉及一种液冷板、电池包及用电设备。

背景技术

现有技术中，为保证电池在不同的温度条件下均具备良好的性能，通常会在电池中设置液冷板。其中，液冷板的上表面用于与电芯接触进行导热，液冷板的下表面上设有供冷却液流动的流道。一般的，为提升液冷板的导热性能，通常会采用铝等金属材质制造液冷板。然而，此种方式中，金属材质保温性能较差，不利于对流道内的冷却液进行保温；同时，此种方式中，液冷板整体重量较重且刚度较差。

发明内容

本申请的目的在于提供一种液冷板、电池包及用电设备，其提升了液冷板对冷却液的保温效果，减轻了液冷板的整体重量，提升了液冷板的整体刚度。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请提供一种液冷板，包括金属层及复合层；其中，所述金属层的上表面用于与电芯相贴合；所述复合层的上表面设于所述金属层的下表面上，所述复合层的下表面上设有供冷却液流动的流道，所述流道上设有供冷却液流入的入口及供冷却液流出的出口；所述复合层由非金属材料制成。

于一实施例中，所述非金属材料为工程塑料或PCM复合材料。

于一实施例中，所述液冷板还包括进液柱及出液柱；其中，所述进液柱设于所述金属层的上表面上且与所述流道的入口连接；所述出液柱设于所述金属层的上表面上且与所述流道的出口连接。

于一实施例中，所述流道横截面的形状为梯形或半圆形。

于一实施例中，所述复合层通过模压成型、注塑或者吹塑工艺复合在所述金属层的下表面上。

第二方面，本申请提供一种电池包，包括上述的液冷板、至少一个电池模组、盖板及壳体；其中，所述电池模组包括多个电芯，当所述盖板盖合在所述壳体上时形成一容纳空间；多个电芯及所述液冷板均设于所述容纳空间内；所述液冷板的上表面设于所述盖板上，所述液冷板的下表面与多个电芯相贴合。

于一实施例中，所述液冷板上设有多个安装孔，所述液冷板通过多个安装孔固定在所述盖板上。

于一实施例中，所述电池模组设有多个，电池包还包括至少一个横梁及至少一个纵梁；其中，所述横梁及纵梁设于所述盖板上且与所述液冷板的下表面相贴合，所述横梁及所述纵梁将所述液冷板的下表面分为多个子区域，每个子区域中设有一个电池模组。

第三方面，本申请提供一种用电设备，包括上述电池包。

于一实施例中，用电设备还包括热管理系统；其中，所述热管理系统与液冷板连接，用于为液冷板提供冷却液。

本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请提供一种液冷板，包括金属层及复合层；其中，金属层的上表面用于与电芯相贴合；复合层的上表面设于金属层的下表面上，复合层的下表面上设有多个供冷却液流动的流道，流道上设有供冷却液流入的入口及供冷却液流出的出口；复合层由非金属材料制成。可以看出，本申请中提供的液冷板包括金属层及复合层，金属层用于与电芯相接触进行导热，复合层上设有供冷却液流动的流道，且复合层是由非金属材料制成的；因此，相比传统液冷板而言，本申请中的液冷板在具备良好的导热性能的基础上，对液冷板内的冷却液的保温效果更好；同时，本申请中的液冷板的整体重量也较轻，刚度也更强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一实施例示出的用电设备的结构示意图；

图2为本申请一实施例示出的电池包的结构示意图；

图3为本申请一实施例示出的液冷板与盖板的连接示意图；

图4为本申请另一实施例示出的用电设备的结构示意图；

图5为本申请一实施例示出的液冷板的结构示意图；

图6为本申请一实施例示出的图5中A处的局部放大示意图；

图7为本申请一实施例示出的复合层的结构示意图；

图8为本申请一实施例示出的金属层的结构示意图；

图9为本申请一实施例示出的图7的剖面示意图；

图10为本申请一实施例示出的图9中C处的局部放大示意图。

图标：

1-用电设备；10-热管理系统；20-电池包；210-液冷板；211-金属层；212-复合层；213-进液柱；214-出液柱；215-流道；216-第三安装孔；220-电池模组；221-电芯；230-盖板；231-第一纵梁；232-第一横梁；233-第一安装孔；234-第二安装孔；241-第二纵梁；242-第二横梁；31-第一连接管道；32-第二连接管道。

具体实施方式

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1，其为本申请一实施例示出的用电设备1的结构示意图。如图1所示，本申请的用电设备1中设有一电池包20，电池包20用于为用电设备1供电，以使得用电设备1能够正常运转。示例性的，本申请中的用电设备1可以是车辆、手机、移动设备、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等。其中，车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等；电动玩具包括游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等；电动工具包括例如电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等。本申请实施例对上述用电设备1不做特殊限制。

请参照图2，其为本申请一实施例示出的电池包20的结构示意图。请参照图3，其为本申请一实施例示出的液冷板210与盖板230的连接示意图。如图2及图3所示，本申请的电池包20中设有液冷板210、至少一个电池模组220、盖板230及壳体(图2及图3中并未示意出壳体)。其中，电池模组220包括多个电芯221，多个电芯221通过并联连接或串联连接的方式形成至少一个电池模组220；当盖板230盖合在壳体上时形成一容纳空间，多个电芯221及液冷板210均设于上述容纳空间内；液冷板210的上表面设于盖板230上，液冷板210的下表面与多个电芯221相贴合。

具体的，如图3所示，盖板230由骨架及底板组成。其中，骨架由多个第一横梁232及多个第一纵梁231拼接而成；底板覆盖在上述形成的骨架上，则此时液冷板210的上表面固定在骨架上。值得注意的是，为便于展示盖板230的整体结构，图3中并未示意出底板。

在一实施例中，如图3所示，盖板230上设有多个第一安装孔233，盖板230可通过上述第一安装孔233盖合在壳体上，具体盖合方式可以为螺栓连接或焊接等。如图3所示，盖板230上设有多个第二安装孔234，在电池包20制造完成时，可以通过上述第二安装孔234将电池包20固定在用电设备1上，具体固定方式可以为螺栓连接或焊接等。

在一实施例中，可以通过导热结构胶将电芯221贴合在液冷板210的下表面上。

在一实施例中，如图3所示，电池包20还包括至少一个第二横梁242及至少一个第二纵梁241；其中，第二横梁242及第二纵梁241设于盖板230上且与液冷板210的下表面相贴合。具体的，第二横梁242及第二纵梁241可以固定在盖板230的骨架上。第二横梁242及第二纵梁241将液冷板210的下表面分为多个子区域，当电池模组220设有多个时，每个子区域中均设有一个电池模组220，即此时每个电池模组220均与对应子区域的液冷板210下表面相贴合。示例性的，如图3所示，本申请中的第二横梁242及第二纵梁241均设有一个，第二横梁242及第二纵梁241将液冷板210的下表面分为4个子区域，则此时电池模组220设有4个，且每个电池模组220均与对应子区域的液冷板210的下表面相贴合。

下面详细讲解本申请中的电池包20的制造流程：

首先将底板固定覆盖在骨架上形成盖板230，之后依次将液冷板210、第二横梁242及第二纵梁241固定在骨架上。进一步的，采用导热结构胶依次将每个电池模组220固定在相应子区域的液冷板210的下表面上，以使得电池模组220中的多个电芯221与液冷板210的下表面相贴合。最后在完成上述工序后将壳体盖合在盖板230上，完成对电池包20的制造工序。

请参照图4，其为本申请一实施例提供的用电设备1的结构示意图。如图4所示，本实施例中，用电设备1中还设有热管理系统10，热管理系统10与液冷板210连接，用于为液冷板210提供冷却液。具体的，如图4所示，热管理系统10可以通过第一连接管道31及第二连接管道32与液冷板210连接，并通过第一连接管道31及第二连接管道32为液冷板210提供冷却液。示例性的，壳体或盖板230上可以设有两个通孔，第一连接管道31及第二连接管道32可以穿过上述通孔与热管理系统10连接；第一连接管道31及第二连接管道32可以为水管。

本申请上述实施例中的液冷板210用于保证电芯221在不同温度条件下均能够具备良好的使用性能。具体方式为，在电芯221所处环境温度较低时，液冷板210用于对电芯221进行加热；在电芯221所处环境温度较高时，液冷板210用于对电芯221进行散热。

(1)液冷板210对电芯221进行散热的原理为：热管理系统10提供的冷却液通过第一连接管道31进入液冷板210中，之后液冷板210通过导热的方式将电芯221内的热量导入冷却液中，之后导热的冷却液由第二连接管道32重新流回热管理系统10中，由热管理系统10对上述冷却液进行降温处理。之后降温处理后的冷却液再次由第一连接管道31流入液冷板210中，不断重复上述过程。

(2)液冷板210对电芯221进行加热的原理为：热管理系统10对冷却液进行加热，之后经过加热后的冷却液经由第一连接管道31流入液冷板210中，之后液冷板210通过导热的方式将冷却液内的热量导入电芯221中，之后冷却液由第二连接管道32重新流回热管理系统10中，由热管理系统10对上述冷却液进行加热处理。之后加热处理后冷却液再次由第一连接管道31流入液冷板210中，不断重复上述循环过程。

请参照图5，其为本申请一实施例示出的液冷板210的结构示意图。请参照图6，其为本申请一实施例示出的图5中A处的局部放大示意图。请参照图7，其为本申请一实施例示出的复合层212的结构示意图。请参照图8，其为本申请一实施例示出的金属层211的结构示意图。如图5及图7所示，本申请中的液冷板210包括金属层211及复合层212；其中，金属层211的上表面即为上述实施例中提到的液冷板210的下表面，用于与电芯221相贴合；复合层212的上表面设于金属层211的下表面上；复合层212的下表面即为上述实施例提到的液冷板210的上表面，复合层212的下表面上设有供冷却液流动的流道215。具体的，复合层212可以通过模压成型、注塑或者吹塑工艺复合在金属层211的下表面上。在对电芯221进行散热或加热操作时，金属层211用于进行导热，示例性的，金属层211可以由铝等金属制成。在对电芯221进行散热操作时，金属层211用于将电芯221中的热量导入冷却液中；在对电芯221进行加热操作时，金属层211用于将冷却液中的热量导入电芯221中。

通过上述内容可以看出，当电芯221所处环境的温度较低时，液冷板210需要对电芯221进行加热操作。在对电芯221进行加热操作时，需要复合层212具备良好的保温性能，以对冷却液进行保温，从而保证金属层211能够有效将上述热量传递到电芯221中，完成对电芯221的加热操作。因此，本申请中，为保证复合层212具备良好的保温性能，使用非金属材料制作复合层212。具体的，上述非金属材料可以为工程塑料或者PCM复合材料。示例性的，工程塑料可以为聚酰胺(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及聚苯醚(PPO)等。

在一实施例中，如图6及图7所示，液冷板210还包括进液柱213及出液柱214；其中，液冷板210的流道215上设有供冷却液流入的入口及供冷却液流出的出口；进液柱213设于金属层211的上表面上且与流道215的入口连接，出液柱214设于金属层211的上表面上且与流道215的出口连接。此外，进液柱213还通过图4中所示的第一连接管道31连接至热管理系统10；出液柱214还通过图4中所示的第二连接管道32连接至热管理系统10。具体的，在热管理系统10为液冷板210提供冷却液时，冷却液通过下述方式进行循环：热管理系统10提供的冷却液经由第一连接管道31及流道215的入口进入到流道215中，之后流道215内的冷却液经由流道215的出口及第二连接管道32进入到热管理系统10中。值得注意的是，图7中为便于展示流道215的整体结构，并未示意出流道215的入口及出口。

在一实施例中，如图8所示，液冷板210上设有多个第三安装孔216，液冷板210可以通过上述第三安装孔216固定在盖板230上。具体的，固定方式可以为螺栓连接或者焊接等。

请参照图9，其为本申请一实施例示出的图7的剖面示意图。如图10所示，其为本申请一实施例示出的图9中C处的局部放大示意图。如图10所示，流道215横截面的形状可以为梯形。

在一实施例中，流道215横截面的形状可以为半圆形。

通过上述实施例可以看出，本申请中提供的液冷板210包括金属层211及复合层212，金属层211用于与电芯221相接触进行导热，复合层212上设有供冷却液流动的流道215，且复合层212是由非金属材料制成的。因此，相比传统液冷板210而言，本申请中的液冷板210在具备良好的导热性能的基础上，对液冷板210内的冷却液的保温效果更好；同时，本申请中的液冷板210的整体重量也较轻，刚度也更强。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。