用于動力電池的熱交換裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新能源汽車電池技術領域，具體涉及一種用于動力電池的熱交換裝置。本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有電池換熱器換熱效率低的問題。為此目的，本發(fā)明提供了一種用于動力電池的熱交換裝置，該熱交換裝置包括：上殼體，其設置有進液口和出液口；下殼體，其能夠與上殼體密封連接，形成容納流體的流體腔，流體從進液口進入流體腔，然后從出液口流出，其特征在于，所述熱交換裝置還包括傾斜地設置在流體腔中的多個導流元件，每個導流元件上都設置有多個通流孔，所述通流孔的半徑沿流體流動方向逐漸減小。通過在流體腔內(nèi)傾斜地設置導流元件并在導流元件上設置通流孔，使得流體在本發(fā)明的熱交換裝置的流體腔內(nèi)形成噴射流動，從而實現(xiàn)了對上殼體的高效冷卻。
【專利說明】
用于動力電池的熱交換裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于新能源汽車電池技術領域，具體涉及一種用于動力電池的熱交換裝置。
【背景技術】
[0002]目前，電動汽車的發(fā)展受到人們的廣泛關注，作為電動汽車心臟的電池更是電動汽車研究的重點。電動汽車的電池一般采用動力電池組，在使用過程中，特別是在快速充放電和高速行駛過程中會產(chǎn)生大量的熱量，為了保證電池工作在合適的溫度范圍內(nèi)，需要對電池組進行有效的冷卻?，F(xiàn)有技術中，電池包換熱器多為上下兩個板或單個金屬板擠壓成型，金屬板之間采用釬焊或攪拌摩擦焊接方式連接，內(nèi)部流體流道基本是沖壓或擠壓形成，流體在內(nèi)部腔體流動中多為層流，換熱系數(shù)不高。另外，輕量化是新能源汽車未來發(fā)展的趨勢，在電池包系統(tǒng)中，電池換熱器的輕量化研究，可快速實現(xiàn)電池包系統(tǒng)輕量化要求。
[0003]在傳統(tǒng)冷卻板的設計中，電池冷卻板均采用金屬材料制造，例如連接沖壓金屬板與平面金屬板，從而流體能夠流過由兩個金屬板構成的中空空間。為了實現(xiàn)電絕緣，在金屬板連接后使其覆蓋有塑料薄膜或絕緣墊。如此，又增加了電池包系統(tǒng)的復雜性和成本。
[0004]因此，本領域需要一種新的換熱器來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術中的上述問題，即為了解決現(xiàn)有換熱器換熱效率低的問題，以及為了進一步降低換熱器的重量，降低安裝工序和使用成本，本發(fā)明提供了一種用于動力電池的熱交換裝置。該熱交換裝置包括:上殼體，所述上殼體設置有進液口和出液口；下殼體，所述下殼體能夠與所述上殼體密封連接從而形成容納流體的流體腔，流體從所述進液口進入所述流體腔，然后從所述出液口流出，其特征在于，所述熱交換裝置還包括傾斜地設置在所述流體腔中的多個導流元件，每個所述導流元件上都設置有多個通流孔，所述通流孔的半徑沿流體流動方向逐漸減小。
[0006]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述導流元件將所述流體腔分成交替排列的流體匯流區(qū)和流體噴射區(qū)，流體從所述進液口進入流體匯流區(qū)，經(jīng)所述通流孔噴射到所述流體噴射區(qū)，依次經(jīng)過所有導流元件后，從所述出液口流出。
[0007]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述上殼體為板狀結構，所述下殼體包括底板和側壁，所述底板和側壁組成上端開口的空腔結構。
[0008]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述下殼體與所述導流元件均由塑料制成并且一體地注塑成型。
[0009]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述上殼體與所述下殼體通過膠黏劑或熔焊密封連接。
[0010]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述上殼體采用鋁制板材料或者導熱塑料材料制成。
[0011]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述熱交換裝置放置在動力電池的下部或動力電池之間，使所述上殼體與所述動力電池接觸。
[0012]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述熱交換裝置能夠通過并聯(lián)或串聯(lián)形式組成電池模組冷卻系統(tǒng)。
[0013]在上述熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，所述導流元件為S型結構并且沿流體流動方向規(guī)則地排列在所述流體腔內(nèi)。
[0014]在本發(fā)明的技術方案中，通過在流體腔內(nèi)傾斜地設置優(yōu)選為S形結構的導流元件以及在導流元件上設置通流孔，使得流體在本發(fā)明的熱交換裝置的流體腔內(nèi)形成噴射流動，從而實現(xiàn)了對上殼體的高效冷卻。此外，下殼體與導流元件均由塑料材料制成并且一體地注塑成型，不僅實現(xiàn)了換熱器的自絕緣性，使得在實際使用中減少了絕緣墊的使用，而且降低了制造成本，還提高了整個用于動力電池的熱交換裝置的強度，同時使得換熱器的整體質(zhì)量更輕。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置的上殼體與下殼體分離的結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置的導流元件的放大結構示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置沿進液口到出液口方向的剖視結構示意圖，其中示出了冷卻液流動和噴射的方向。
【具體實施方式】
[0018]下面參照附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。本領域技術人員應當理解的是，這些實施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護范圍。例如，盡管附圖中的各個構件以特定比例繪制，但是這種比例關系僅僅是示例性的，本領域技術人員可以根據(jù)需要對其作出調(diào)整，以便適應具體的應用場合。
[0019]需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方向或位置關系的術語是基于附圖所示的方向或位置關系，這僅僅是為了便于描述，而不是指示或暗示所述裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0020]此外，還需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域技術人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置包括上殼體1、下殼體2和傾斜地設置在上殼體I與下殼體2之間的導流元件3。上殼體I為板狀結構，其上設置有進液口 11和出液口 12，進液口 11和出液口 12還可以設置在上殼體I上的其他合適的位置，例如可以設置在上殼體I對角的位置，并不限定于設置在圖1示出的位置。下殼體2能夠與上殼體I密封連接從而形成容納流體的流體腔，流體從進液口 11進入流體腔，然后從出液口 12流出。下殼體2包括底板(圖1中的底部，圖中未顯示)和側壁21，底板和側壁組成上端開口的空腔結構，側壁21上設置有槽口 211，上殼體I能夠與槽口 211配合來封閉下殼體2。具體而言，槽口 211可以是圍繞側壁21上邊緣的凸緣或凹槽，也可以是使側壁21下部的厚度大于側壁21上邊緣的厚度所形成的槽邊?？傊?，通過使上殼體I的邊沿與該槽口 211的尺寸相匹配，進而使上殼體I的邊沿剛好能夠與該槽口 211形成密封的接觸。進一步，上殼體I與槽口 211形成密封接觸后，將上殼體I與下殼體2通過膠黏劑或熔焊密封連接。
[0001]繼續(xù)參照圖1，用于動力電池的熱交換裝置還包括導流元件3。參照圖2，圖2是本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置的導流元件的放大結構示意圖。如圖2所示，導流元件3總體上為S型結構，其上設置有多個通流孔31，通流孔31的半徑在從左往右(圖2中所示的方向)依次逐漸減小。繼續(xù)參照圖1，由于流體的方向是從進液口 11流進，從出液口 12流出，導流元件3沿流體流動方向規(guī)則地排列在流體腔內(nèi)，因此通流孔31的半徑為沿流體流動方向逐漸減小。需要說明的是，盡管在圖1中導流元件3沿流體流動方向排列了六個，本領域技術人員容易理解的是，圖1只是示例性地說明本發(fā)明的實施方式，并不用于限定本發(fā)明的具體結構，本領域技術人員可以根據(jù)實際情況設計不同尺寸的導流元件3以及不同數(shù)量和排列方式的導流元件3，以適應不同情況下動力電池的冷卻需求。下文中繼續(xù)以本實施方式中六個導流元件的排列為例進行說明。
[0002]下面參照圖3，圖3是本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置沿進液口到出液口方向的剖視結構示意圖。由于導流元件3為S形結構，并且沿流體流動方向規(guī)則性排列，因此，導流元件3將流體腔分成交替排列的流體匯流區(qū)4和流體噴射區(qū)5。如圖3所示，流體匯流區(qū)4由下殼體2與導流元件3形成，流體噴射區(qū)5由上殼體I和導流元件3形成，從而使得流體匯流區(qū)4和流體噴射區(qū)5形成交替排列的結構。具體地，圖中箭頭方向為流體的流動方向，流體從進液口 11進入該流體腔后，在流體匯流區(qū)4匯集，在導流元件3的作用下，流體改變方向經(jīng)通流孔31噴射到流體噴射區(qū)5，對上殼體I進行高效的強制冷卻，進而流體進入相鄰的另一個流體匯流區(qū)4匯集，在導流元件3的作用下，流體改變方向經(jīng)通流孔31噴射到下一個流體噴射區(qū)5，依次經(jīng)過后面所有的流體匯流區(qū)4和流體噴射區(qū)5后，對整個上殼體I進行冷卻，最后經(jīng)出液口 12流出。本領域技術人員能夠理解的是，由于通流孔31的半徑沿流體流動方向逐漸減小，因此能夠?qū)崿F(xiàn)流體通過導流元件3后噴射的均勻性。在實際應用中，本領域技術人員可以根據(jù)上殼體I的冷卻需求適當調(diào)節(jié)通流孔31的半徑大小，以保證對上殼體I的冷卻均勻。
[0003]在上述用于動力電池的熱交換裝置的優(yōu)選實施方式中，下殼體2和導流元件3均由塑料材料制成并且下殼體2和導流元件3—體地注塑成型。采用塑料材料的下殼體2和導流元件3本身具備電絕緣性質(zhì)。此外，在一個生產(chǎn)工序中，制造下殼體2的基本形狀的同時還可以制造導流元件3，從而節(jié)省了制作過程的步驟，降低了制造成本。并且，通過下殼體2和導流元件3—體注塑成型的設計，還能夠提高整個用于動力電池的熱交換裝置的強度。進一步，上殼體I由鋁制板材料或?qū)崴芰喜牧霞庸ぶ瞥?，其中導熱塑料材料包括含有導熱金屬顆?；蛱沾深w粒的塑料材料，從而實現(xiàn)上殼體I高效的導熱效率。
[0004]本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置可以用于新能源汽車電池包冷卻系統(tǒng)中，使用時，將本發(fā)明的熱交換裝置放置在電池模組單元下部或電池模組單元之間，使上殼體I與電池模組單元充分接觸。此外，本發(fā)明的用于動力電池的熱交換裝置還能夠通過并聯(lián)或串聯(lián)形式組成電池模組冷卻系統(tǒng)。
[0005]至此，已經(jīng)結合附圖所示的優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明的技術方案，但是，本領域技術人員容易理解的是，本發(fā)明的保護范圍顯然不局限于這些【具體實施方式】。在不偏離本發(fā)明的原理的前提下，本領域技術人員可以對相關技術特征作出等同的更改或替換，這些更改或替換之后的技術方案都將落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種用于動力電池的熱交換裝置，包括: 上殼體，所述上殼體設置有進液口和出液口； 下殼體，所述下殼體能夠與所述上殼體密封連接從而形成容納流體的流體腔，流體從所述進液口進入所述流體腔，然后從所述出液口流出， 其特征在于，所述熱交換裝置還包括傾斜地設置在所述流體腔中的多個導流元件，每個所述導流元件上都設置有多個通流孔，所述通流孔的半徑沿流體流動方向逐漸減小。2.根據(jù)權利要求1所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述導流元件將所述流體腔分成交替排列的流體匯流區(qū)和流體噴射區(qū)，流體從所述進液口進入流體匯流區(qū)，經(jīng)所述通流孔噴射到所述流體噴射區(qū)，依次經(jīng)過所有導流元件后，從所述出液口流出。3.根據(jù)權利要求2所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述上殼體為板狀結構，所述下殼體包括底板和側壁，所述底板和側壁組成上端開口的空腔結構。4.根據(jù)權利要求3所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述下殼體與所述導流元件均由塑料制成并且一體地注塑成型。5.根據(jù)權利要求4所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述上殼體與所述下殼體通過膠黏劑或熔焊密封連接。6.根據(jù)權利要求6所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述上殼體采用鋁制板材料或者導熱塑料材料制成。7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述熱交換裝置放置在動力電池的下部或動力電池之間，使所述上殼體與所述動力電池接觸。8.根據(jù)權利要求7所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述熱交換裝置能夠通過并聯(lián)或串聯(lián)形式組成電池模組冷卻系統(tǒng)。9.根據(jù)權利要求8所述的用于動力電池的熱交換裝置，其特征在于，所述導流元件為S型結構并且沿流體流動方向規(guī)則地排列在所述流體腔內(nèi)。
【文檔編號】H01M10/653GK106099243SQ201610517409
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月4日
【發(fā)明人】葛增芳, 張琦, 馬麗
【申請人】蔚來汽車有限公司