CN209312969U - 具有加热功能的冷却板组件及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种具有加热功能的冷却板组件及电池模组。该具有加热功能的冷却板组件包括：冷却板，设置有流道；加热层，包括至少一条电阻丝；及结合层，将所述加热层与所述冷却板连接。本申请实施例提供的冷却板及电池模组中，加热层通过结合层连接在冷却板上，冷却板上集成设置有加热层，具有加热功能，有利于提高加热效率，实现可靠加热。

Description

具有加热功能的冷却板组件及电池模组

【技术领域】

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种具有加热功能的冷却板组件及电池模组。

【背景技术】

随着电动汽车技术和动力电池技术的逐步完善，对动力电池组的能量密度、循坏寿命、安全性能等方面的要求也逐渐提高。电池模组包括电芯和热管理***。热管理***用于通过冷热调节，确保电芯在适宜温度范围工作。

现有技术中，热管理***包括冷却板。冷却板通过循环水路直接与电芯进行热交换，来对电芯分别进行冷却和加热，确保电芯在适宜温度范围工作。冷却板需要连通水热器，使被加热的液体通过循环水路与电芯进行换热，从而对电芯进行加热。

然而，由于与冷却板连通的水热器存在故障率高、成本高、加热效率低等缺陷，容易导致热管理***失效，易导致电芯输出功率受限，因而冷却板的加热功能实际作用存在局限。

此外，现有冷却板的加热过程较为复杂，加热器产生的热量通过循环水路传递至冷却板板体，进而传递至电芯，加热效率低。

【实用新型内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种具有加热功能的冷却板组件及电池模组，有利于提高加热效率。

一方面，提供了一种具有加热功能的冷却板组件。该冷却板组件包括：

冷却板，设置有流道；

加热层，包括至少一条电阻丝；及

结合层，将所述加热层与所述冷却板连接。

可选地，所述结合层包括封装层，所述封装层包括位于所述加热层一侧的第一绝缘层，所述第一绝缘层与所述冷却板连接。

可选地，所述结合层包括粘接层，所述第一绝缘层通过所述粘接层与所述冷却板粘接；

所述粘接层的导热系数大于0.4W/mk，所述粘接层的厚度小于1mm。

可选地，所述封装层还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层设于所述加热层背向所述冷却板的表面。

可选地，所述封装层的导热系数大于0.4W/mk。

可选地，所述封装层包括聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.05mm-0.6mm；或者，

所述封装层包括硅胶膜，所述硅胶膜的厚度为0.8mm-1.6mm。

可选地，所述冷却板具有用于连接所述结合层的安装面，所述安装面近似设置为平面；

所述结合层连接所述安装面并与所述安装面贴合设置。

另一方面，提供了一种电池模组。该电池模组包括：

电池组，包括多个层叠设置的电芯；及

上述的冷却板组件，位于所述电池组的一侧或者多侧，并沿所述电芯的层叠方向延伸设置。

可选地，所述结合层包括包裹所述加热层的封装层；

所述封装层包括位于所述加热层一侧的第一绝缘层和另一侧的第二绝缘层；

所述第一绝缘层与所述冷却板连接；

所述第二绝缘层背向所述加热层的表面设置有导热层，所述导热层与所述电池组接触设置。

本实施例提供的具有加热功能的冷却板组件及电池模组中，加热层通过结合层连接在冷却板上，冷却板上集成设置有加热层，具有加热功能，有利于提高加热效率，实现可靠加热。

冷却板组件装配于电池组，当电池组需要加热时，加热层工作产生的热量能传递至电池组，实现加热；当电池组需要冷却时，电池组工作产生的热量能传递至冷却板内的换热介质，实现冷却。

【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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请第一实施例提供的具有加热功能的冷却板组件的结构示意图；

图2是图1冷却板组件的剖视图；

图3是图2冷却板组件的零件***图；

图4是本申请第二实施例提供的冷却板组件的剖视图；

图5是图4冷却板组件的零件***图；

图6是本申请第三实施例提供的冷却板组件的结构示意图；

图7是本申请一种实施例提供的电池模组的结构示意图；

图8是图7电池模组的零件***图；

图9是图7电池模组中加热层工作时的热量传递示意图。

图10是本申请另一种实施例的电池模组中加热层工作时的热量传递示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1-冷却板组件；

10-冷却板；

100-安装面；

102-介质进出管道；

104-水室；

106-流道；

12-加热层；

120-电阻丝；

122-出线耳；

14-电源线；

16-结合层；

160-封装层；

160a-第一绝缘层；

160b-第二绝缘层；

162-粘接层；

2-导热层；

3-电池组；

30-电芯。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性及装配顺序。

除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1是本申请第一实施例提供的具有加热功能的冷却板组件的结构示意图。图2是图1冷却板组件的剖视图。图3是图2冷却板组件的零件***图；

请参阅图1至图3，该冷却板组件包括冷却板10、加热层12和结合层 16。冷却板10设有流道106，流道106接入循坏水路中。流道106内可流动有换热介质，以进行热交换，实现温度的调节。本实施例中的冷却板10可选用导热性能较佳的金属材质或者非金属导热材质。例如冷却板10可采用铁或者铝等材质，其导热系数高，具有良好的导热性能。

加热层12包括至少一条电阻丝120。电阻丝120为电加热元件，其接入电路中并能在通电时加热。通过控制电路导通或者断开，即可实现控制是否加热。结合层16将加热层12连接在冷却板10上。

本实施例提供的冷却板10上集成设置有加热层12，具有加热功能，有利于提高加热效率，实现可靠加热。即使冷却板10自身的加热功能发生故障，加热层12仍能实现加热功能。

由于加热层12的加热效果较佳，可选择不利用冷却板10实现加热功能，直接由结合在冷却板10上的加热层12提供热量即可满足加热要求，可选择仅利用冷却板10的冷却功能。

电阻丝120的数量和具体布置结构可根据需要设置，本申请并不对其进行唯一限定。一个可选示例中，电阻丝120可呈迂回曲折状排布，其长度能较长设置，能获得较佳的加热功能。

为保证加热层12安全性和绝缘性，结合层16可包括封装层160。封装层 160包括位于加热层12与冷却板10之间的第一绝缘层160a，第一绝缘层160a 连接在冷却板10上。若冷却板10设置为金属材质冷却板，第一绝缘层160a 能防止加热层12与冷却板10电导通。

第一绝缘层160a连接在冷却板10上的方式可以有多种。本实施例中，第一绝缘层160a可由其本体材质直接结合在冷却板10上。第一绝缘层160a 在热融状态下，被热压在冷却板10表面上。经过设定的时间，第一绝缘层160a 固化，并与冷却板10结合在一起。如此，第一绝缘层160a直接连接在冷却板 10上。

第一绝缘层160a可采用导热系数较佳的材质制成，为厚度较薄的片状结构。加热层12产生的热量能通过第一绝缘层160a传递至冷却板10。第一绝缘层160a可采用导热系数大于0.4W/mk的材质制成，其导热性能较佳，能进行及时、快速的热量传递。

一种可选示例中，第一绝缘层160a可包括聚酰亚胺薄膜(PI膜)。聚酰亚胺薄膜为片状结构，其厚度D1可设置为0.05mm-0.6mm，其两侧表面可分别与加热层12及冷却板10贴合接触，接触面积大。聚酰亚胺薄膜能进行及时、快速的热量传递。

另一可选示例中，第一绝缘层160a可包括硅胶膜。硅胶膜为片状结构，其厚度D1可设置为0.8mm-1.6mm，其两侧表面可分别与加热层12及冷却板 10贴合接触，接触面积大。硅胶膜能进行及时、快速的热量传递。

封装层160还可包括位于加热层12另一侧的第二绝缘层160b。第二绝缘层160b设置于加热层12位于背向冷却板10的表面。第一绝缘层160a和第二绝缘层160b分别位于加热层12厚度方向的两侧，组成包裹加热层12的封装层160，可保护加热层12，防止电阻丝120与除接入电路外的其他导电件导通。第一绝缘层160a与第二绝缘层160b的边缘部位可密封连接为一体件，以密封包裹加热层12。封装层160的第一绝缘层160a和第二绝缘层160b 可采用相同材质制成，连接牢固，封装效果佳。

为将被封装的加热层12与外界电路的电源线14电连接，加热层12还可包括出线耳122。电阻丝120和出线耳122可设置成片状，出线耳122设置在电阻丝120的一端并与电阻丝120电连接。电源线14可贯穿封装层160设置，当封装层160完成封装包裹加热层12时，电源线14与出线耳122电连接，从而将电阻丝120接入外界电路中。例如，电源线14可贯穿第二绝缘层 160b设置。

冷却板1应用在电池模组上，冷却板2可连接在电池模组的电池组上。第二绝缘层160b采用导热系数较佳的材质制成，能进行热量传递。加热层12 工作产生的热量能通过第二绝缘层160b传递至电池组，实现加热。在一个可选示例中，第二绝缘层160b可包括聚酰亚胺薄膜。聚酰亚胺薄膜为片状结构，其厚度D2可设置为0.05mm-0.6mm，其两侧表面可分别与加热层12及电池组贴合接触，接触面积大。聚酰亚胺薄膜能进行及时、快速的热量传递，能及时、快速地将加热层12产生的热量传递至电池组，进行加热。

在另一可选示例中，第二绝缘层160b可包括硅胶膜。硅胶膜为片状结构，其厚度D2可设置为0.8mm-1.6mm。硅胶膜能进行及时、快速的热量传递，能及时、快速地将加热层12产生的热量传递至电池组，进行加热。

结合层16将加热层12连接在冷却板10外表面上，冷却板10外表面可设置有用于连接结合层16的安装面100。第一绝缘层160a可贴合设置在安装面100上，第一绝缘层160a与冷却板10的接触面积能较大设置，有利于热量传递。安装面100可近似设置为平面结构。第一绝缘层160a覆盖在平面状的安装面100上，不易变形，从而使第一绝缘层160a与冷却板10牢固地粘接固定。

本实施例中，冷却板10可设置为冲压式冷却板，其包括底板和盖板，底板或盖板上冲压有凹槽结构。当盖板与底板盖接时，围成供换热介质循环流动的流道106。盖板贯通设置有两个介质进出管道14，用于分别接入流道106以形成循环水路，分别供介质流入和流出。冷却板10的一侧表面形成有较大面积的平面结构，可用于设置安装面100。

可以理解的是，电池组工作时产生的热量也可通过第二绝缘层160b、加热层12和第一绝缘层160a传递至流道106内的低温换热介质，从而通过循环水路进行热交换，实现冷却功能。

图4是本申请第二实施例提供的冷却板组件的剖视图。图5是图4冷却板组件的零件***图。

在第一实施例中，对冷却板组件的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

请参阅图4和图5，结合层16包括封装层160和粘接层162。封装层160 包括位于加热层12与冷却板10之间的第一绝缘层160a。第一绝缘层160a通过粘接层162粘接在冷却板10上。粘接层162的两侧表面分别粘接在第一绝缘层160a上和冷却板10上，将第一绝缘层160a与冷却板10粘接固定。

粘接层162采用导热系数较佳的材质制成，为厚度较薄的片状结构。一种优选示例中，粘接层162可采用导热系数大于0.4W/mk的材质制成，其导热性能较佳。粘接层162的厚度D3可设置为小于1mm，其两侧表面分别与第一绝缘层160a及冷却板10外表面贴合接触，接触面积大。

第一绝缘层160a和粘接层162均采用导热系数较佳的材质制成，为厚度较薄的片状结构，能进行及时、快速的热量传递。

结合层16将加热层12连接在冷却板10上，冷却板10设置有用于连接结合层16的安装面100。粘接层162可贴合设置在安装面100上，第一绝缘层160a与冷却板10的接触面积能较大设置，有利于热量传递。安装面100可设置为平面结构，粘接层162覆盖在安装面100上不易变形，从而使粘接层 162能将第一绝缘层160a与冷却板10牢固地粘接固定。

可以理解的是，电池组工作时产生的热量依次通过第二绝缘层160b、加热层12、第一绝缘层160a和粘接层162传递至冷却板10内的低温换热介质，进行热量交换，实现冷却。

图6是本申请第三实施例提供的冷却板的结构示意图。

在第一实施例和第二实施例中，对冷却板组件的结构进行了说明。在本实施例中，主要说明与第一实施例和第二实施例的不同之处，相同的结构在本实施例中不再重复说明。

请参阅图6，冷却板1设置为扁管式冷却板，其包括多个设有分流道的分体冷板，分体冷板设置有分流道。多个分体冷板组装连接为冷却板10，多个分体冷板的分流道相互连通并共同组成供液体循环流动的流道106。扁管式冷却板10的两端分别设置有水室104，两端水室104分别连通有两个介质进出管道102，用于分别供换热介质流入和流出。冷却板10的一侧表面形成有较大面积的平面结构，用于设置成安装面100。第一实施例第一绝缘层160a或第二实施例粘接层162可连接在安装面100。

需要说明的是，由于制作工艺的限制，当扁管式冷却板10的安装面100 不能完全设置为平面结构，具有凹凸结构时，第一实施例中第一绝缘层160a 或第二实施例中粘接层162可避免该凹凸结构设置。

图7是本申请一种实施例提供的电池模组的结构示意图。

请参阅图7，该电池模组包括电池组3和上述任意一个实施例提供的冷却板组件1。电池组3包括多个层叠设置的电芯30。冷却板组件1装配在电池组3的其中一侧或者多侧，加热层12沿电芯30的层叠方向延伸设置。

热量可在电池组3与冷却板组件1之间进行传递。当冷却板10的流道 106内流动有换热介质时，电池组3与冷却板10进行热交换，能对电池组3 进行加热或者冷却，实现温度的调节。

当电池组3需要加热时，加热层12产生的热量能传递至电池组3，实现加热。当电池组3需要冷却时，电池组3工作产生的热量能传递至冷却板10 内的换热介质，实现冷却。

加热层12通过结合层16连接在冷却板10上，冷却板10上集成设置有加热层12，具有加热功能，有利于提高加热效率，实现可靠加热。即使冷却板10自身的加热功能发生故障，电阻层12仍能实现加热功能。

由于加热层12的加热效果较佳，可选择不利用冷却板10自身实现加热功能，直接由加热层12提供热量即可满足加热要求，仅选择利用冷却板10的冷却功能。

以下对电池组与冷却板组件的安装结构进行进一步说明。

图8是图7电池模组的零件***图。图9是图7电池模组中加热层工作时的热量传递示意图，其中冷却板组件采用第一实施例提供的冷却板组件。图 10是本申请另一种实施例的电池模组中加热层工作时的热量传递示意图，其中冷却板组件采用第二实施例提供的冷却板组件。

请参阅图8至图10，结合层16包括包裹加热层12的封装层160。封装层160包括位于加热层12一侧的第一绝缘层160a和位于加热层12另一侧的第二绝缘层160b。结合层16和封装层160可选用第一实施例或者第二实施例提供的结合层16和封装层160。

第二绝缘层160b可通过导热层2与电池组3的底壁和/或侧壁接触设置。导热层2的一侧表面与第二绝缘层160b接触设置、另一侧表面与电池组3接触设置，可使加热层12工作时产生的热量能传递至电池组3。例如，导热层 2可设置为导热硅胶垫，导热硅胶垫2可将第二绝缘层160b与电池组3粘接。

导热层2与电池组3接触设置，热量能及时、快速地在电池组3与冷却板组件1之间进行传递。

当电池组3需要加热时，加热层12工作产生的热量能通过第二绝缘层 160b和导热层2传递至电池组3，实现加热。

若冷却板组件1与电池组3之间发生未紧密贴合接触的异常情况时，冷却板10能将加热层12产生的热量传递至电池组3及空气中，防止热量在冷却板组件1与电池组3之间积聚，导致局部温度升高产生热事件。

当电池组3需要冷却时，电池组3工作产生的热量可通过导热层2和冷却板组件1传递至流道106内的低温换热介质，实现热交换，从而使电池组3 的温度降低；电池组3工作时产生的热量还可通过空气介质传递至流道106 内的低温换热介质，实现热交换，从而使电池组3的温度降低。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种具有加热功能的冷却板组件(1)，其特征在于，包括：

冷却板(10)，设置有流道(106)；

加热层(12)，包括至少一条电阻丝(120)；及

结合层(16)，将所述加热层(12)与所述冷却板(10)连接。

2.根据权利要求1所述的冷却板组件(1)，其中所述结合层(16)包括封装层(160)，所述封装层(160)包括位于所述加热层(12)一侧的第一绝缘层(160a)，所述第一绝缘层(160a)与所述冷却板(10)连接。

3.根据权利要求2所述的冷却板组件(1)，其中所述结合层(16)包括粘接层(162)，所述第一绝缘层(160a)通过所述粘接层(162)与所述冷却板(10)粘接；

所述粘接层(162)的导热系数大于0.4W/mk，所述粘接层(162)的厚度小于1mm。

4.根据权利要求2所述的冷却板组件(1)，其中所述封装层(160)还包括第二绝缘层(160b)，所述第二绝缘层(160b)设于所述加热层(12)背向所述冷却板(10)的表面。

5.根据权利要求2或4所述的冷却板组件(1)，其中所述封装层(160)的导热系数大于0.4W/mk。

6.根据权利要求5所述的冷却板组件(1)，其中所述封装层(160)包括聚酰亚胺薄膜，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为0.05mm-0.6mm；或者，

所述封装层(160)包括硅胶膜，所述硅胶膜的厚度为0.8mm-1.6mm。

7.根据权利要求1所述的冷却板组件(1)，其中所述冷却板(10)具有用于连接所述结合层(16)的安装面(100)，所述安装面(100)近似设置为平面；

所述结合层(16)连接所述安装面(100)并与所述安装面(100)贴合设置。

8.一种电池模组，其特征在于，包括：

电池组(3)，包括多个层叠设置的电芯(30)；及

权利要求1-7中任一项所述的冷却板组件(1)，位于所述电池组(3)的一侧或者多侧，并沿所述电芯(30)的层叠方向延伸设置。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其中所述结合层(16)包括包裹所述加热层(12)的封装层(160)；

所述封装层(160)包括位于所述加热层(12)一侧的第一绝缘层(160a)和另一侧的第二绝缘层(160b)；

所述第一绝缘层(160a)与所述冷却板(10)连接；

所述第二绝缘层(160b)背向所述加热层(12)的表面设置有导热层(2)，所述导热层(2)与所述电池组(3)接触设置。