CN107871913B - 用于电池的水冷却*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于电池的水冷却***，其包括：盒，其组合一对电池单元；基部传热板，其具有与盒的一侧表面接触的第一侧；突出传热板，其在基部传热板与盒彼此接触的表面上突出；以及冷却通道，其与基部传热板的第二侧表面接触，并具有穿过中心用于冷却水流动的孔。

Description

用于电池的水冷却***
技术领域
本公开涉及一种使用冷却水冷却电池的***。特别地，本公开涉及一种可普遍用于各种类型车辆的电池单元以及一种用于电池单元与冷却通道之间的有效热交换的结构。
背景技术
诸如电动车辆和混合动力车辆的环保型车辆配备有作为车辆的驱动源的马达。马达的能量源为电能，因此在车辆中安装有电池。通常，在大多数车辆中，燃料箱容量越大，车辆可行驶越远，并且类似地，对于环保型车辆，电池的容量与车辆的行驶范围成正比，因此电池的容量在日益增加。
然而，随着电池容量的增加，电池产生了更多的热量。因而，除非热量被有效地排放，否则电池的性能会快速下降。因此，将电池的操作温度维持在适当水平是非常重要的。
根据相关技术中的空气冷却类型，电池单元通过电池单元之间的空气通道传送空气被冷却。然而，在形成用于冷却电池单元的空气通道方面存在限制。由于安装在车辆中的有限空间内的电池的特性，电池单元的数量正在增加，而且效率也存在限制。
此外，类似于根据车辆尺寸或用途而具有不同的发动机排量，并因此具有不同的燃料箱容量的普通车辆，环保型车辆的电池的容量根据其类型也存在差异。
然而，当针对单个车型单独设计电池时，会增加电池单元的成本，并且当因车辆设计的改变而需要改变电池的规格时也会出现问题。进一步地，即使电池中仅一些电池单元存在问题，也会出现需要更换或修理整个电池的问题。
上面提供的描述是本公开的相关技术，并且其被提供用于获得对本公开的背景技术的理解，并且不应被解释为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。
发明内容
本公开的目的是提供一种水冷却***，其能够有效地冷却在小空间中的其中堆叠每个由两个电池单元组成的单元的电池。
为了实现本公开的目的，根据本公开的一个方面的用于电池的水冷却***包括：盒，覆盖板状电池单元并使一对电池单元彼此表面接触；基部传热板，其具有与盒的一侧表面接触的第一侧；突出传热板(projective heat transfer plate)，其在基部传热板与盒彼此接触的表面上突出，并设置在通过盒彼此表面接触的一对电池单元之间；以及冷却通道，其与基部传热板的第二侧表面接触，并具有穿过中心以通过冷却水的孔。
该***可进一步包括压缩衬垫，其具有与该对电池单元中的一个电池单元的暴露侧接触的第一侧。
该***可进一步包括热界面材料，其设置在基部传热板和冷却通道之间。
盒、基部传热板、突出传热板及压缩衬垫中的每一个可存在多个。另一个电池单元的暴露侧可与压缩衬垫的第二侧表面接触，并且冷却通道可在电池单元的堆叠方向上延伸。
该***可进一步包括隔板，其填充在堆叠的盒之间的空间中。
可在盒上形成突起，可在隔板上形成锁定部分。隔板可通过联接突起和锁定部分从而被可拆卸地联接到盒。
根据本公开的用于电池的水冷却***，即使电池单元布置在小空间中，通过使用具有高热容量的冷却水来有效地执行冷却是可能的。出于标准化和共享电池的目的，容易地改变用于各种车辆的电池也是可能的。
附图说明
结合附图，从下面的详细描述中将更清楚地理解本公开的上述和其它的目的、特征和其它优点，其中：
图1是根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***的透视图；
图2是示出根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***中的盒、突出传热板和隔板的视图；
图3是详细示出根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***中的盒与隔板之间的联接部分的视图；
图4是沿图1的A-A线截取的剖视图；以及
图5是由图4中的点划线所示部分的局部放大图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细描述本公开的实施例。
图1是根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***的透视图。图2是示出根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***中的盒100、突出传热板203和隔板600的视图。图3是详细示出根据本公开的实施例的用于电池的水冷却***中的盒100与隔板600之间的联接部分的视图。图4是沿图1的A-A线截取的剖视图以及图5是由图4中的点划线所示部分的局部放大图。
根据本公开的用于电池的水冷却***包括覆盖板状电池单元500并使一对电池单元500彼此表面接触的盒100。水冷却***还包括基部传热板201，其具有与盒100的一侧表面接触的第一侧。水冷却***还包括突出传热板203，其在基部传热板201与盒100接触的表面上突出，并设置在通过盒100而彼此表面接触的一对电池单元500之间。水冷却***还包括冷却通道300，其与基部传热板201的第二侧表面接触，并具有穿过中心以通过冷却水的孔。***可进一步包括压缩衬垫401，其具有与一对电池单元500中的一个电池单元的暴露侧接触的第一侧。
如图1至图3所示，包括覆盖一对电池单元500的盒、基部传热板201、突出传热板203及压缩衬垫401的结构是车辆用电池的一个单元电池。进一步地，基部传热板201和突出传热板203可由具有高热导率的金属制成，诸如例如铝。
待安装在车辆上的完整电池通过堆叠具有上述结构的单元电池来实现。然而，因为单元电池被堆叠在小空间中，所以热量排放是非常重要的。
根据本公开，参照图4和图5，基部传热板201与盒100的一侧表面接触，由此两个部件被热结合。冷却通道300与基部传热板201的一部分直接接触，由此这两个部件也被热结合。当盒100由塑料制成时，通过盒100和基板的热结合从电池单元500的热量排放可能不是有效的。
然而，突出传热板203设置在一对电池单元500之间，并与电池单元500大面积直接接触，并且由具有高热导率的金属制成。因此，电池单元500和冷却通道300通过突出传热板203被热结合。
***可进一步包括设置在基部传热板201和冷却通道300之间的热界面材料403。
参照图5，由于热界面材料(TIM)403设置在冷却通道300和基部传热板201之间，所以在冷却通道300和基部传热板201之间可能形成的空气隔离层被去除，因此能够提高热传导的效率。
在一个实施例中，基部传热板201和冷却通道300可彼此完全的表面接触。然而，由于制造工艺的限制，空气层被形成在基部传热板201和冷却通道300之间。
作为本公开中的基部传热板201的示例的铝具有约240W/m·K的热导率，但空气的热导率仅为0.025W/m·K。因此，该空气层基本上用作隔离层。
热界面材料403可以各种方式获得。对于作为最基本示例的导热脂，热导率为4W/m·K，其与铝的热导率相比非常低，但比空气的热导率高，因此其可提高热传导的效率。
盒100、基部传热板201、突出传热板203及压缩衬垫401均为多个。另一个电池单元500的暴露侧与压缩衬垫401的第二侧表面接触。冷却通道300可在电池单元500的堆叠方向上延伸。
如上所述，盒100、基部传热板201、突出传热板203及压缩衬垫401形成电池的单元电池。因此，即使车辆需要不同的电池容量，但是通过容易地改变堆叠的单元电池的数量来满足各种车辆所需的电池容量是可能的。
单元电池以如下堆叠。参照图1至图4，压缩衬垫401的第一侧与一对电池单元500中的第一电池单元500的暴露侧接触。另一对电池单元500的第二电池单元500的暴露侧与该压缩衬垫401的第二侧表面接触，由此电池单元以此方式堆叠。因此，即使在每对电池单元500之间没有形成空气通道，但是电池单元500的集中性会增加。从而，电池单元占据的空间被减少。
尽管用于去除电池单元500的热量的空气流动的空间被去除，但是具有高于空气的热容量的冷却水被用于热量排放。因此，充分地排放在操作电池时产生的热量是可能的。
***可进一步包括在堆叠的盒100之间的空间中填充的隔板600。在每个盒100上形成突起(projection)101并且在每个隔板600上形成锁定部分601。每个隔板600可通过联接突起101和锁定部分601来可拆卸地联接到相应的盒100。
可通过改变待堆叠的电池单元500的数量来调整电池的容量。然而，可通过增加电池单元500的容量来增加电池的容量。在一个实施例中，可通过增加电池单元500的厚度而不改变其宽度来增加电池单元500的容量。然而，如果电池单元500被制造为厚于盒100，则电池单元500可能由于施加至其的过度负载而被损坏。
因此，在本公开中，如图1至图3所示，设置隔板600使得可根据待被安装在盒100上的电池单元500的类型来调整堆叠的盒100之间的空间。因此，用于电池的水冷却***可由各种电池单元500共享。
进一步地，隔板600可通过盒100的突起101与隔板600的锁定部分601被容易地和可拆卸地联接到盒100。因此，根据电池单元500的尺寸快速地构造用于电池的水冷却***是可能的。
虽然已经参照附图中所示的具体实施例描述了本公开，但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是，在不脱离所附权利要求中描述的本公开的范围的情况下，本公开可以各种方式改变和修改。

Claims (3)

1.一种用于电池的水冷却***，所述***包括：
盒，其覆盖板状电池单元并使一对电池单元彼此表面接触；
基部传热板，其具有与所述盒的一侧表面接触的第一侧；
突出传热板，其在所述基部传热板与所述盒接触的表面上突出，并设置在通过所述盒彼此表面接触的所述一对电池单元之间；
冷却通道，其与所述基部传热板的第二侧表面接触，并具有穿过中心以通过冷却水的孔；
压缩衬垫，其具有与所述一对电池单元中的一个电池单元的暴露侧接触的第一侧和与另一个电池单元的暴露侧表面接触的第二侧，以即使在每对电池单元之间没有形成空气通道的情况下，通过使所述电池单元的集中性增加来堆叠所述电池单元；
多个所述盒、多个所述基部传热板、多个所述突出传热板及多个所述压缩衬垫；以及
隔板，其填充在堆叠的所述盒之间的空间中，
其中，在每个所述盒上形成突起并在每个所述隔板上形成锁定部分，使得每个所述隔板通过联接所述突起和所述锁定部分而可拆卸地联接到各个所述盒。
2.根据权利要求1所述的***，进一步包括热界面材料，其设置在所述基部传热板和所述冷却通道之间。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述冷却通道在所述电池单元的堆叠方向上延伸。
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