CN221201329U - 一种风道夹板及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风道夹板及电池模组，涉及电池技术领域。该风道夹板包括：夹板本体，夹板本体具有多个平行设置的风道，每个风道的延伸方向被配置为与其进风方向呈角度设置。采用该风道夹板，以通过将该风道夹板的夹板本体的风道设置为与进风方向呈一定夹角，进而能够利用进入风道的气体冲刷风道的内壁，使气体在风道内形成扰流，提高散热效率；且利用气体冲刷风道内壁能够切断风道内壁上的边界层的发展，利于进一步提高散热效率。

Description

一种风道夹板及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种风道夹板及电池模组。

背景技术

现有电池模组通过在其内的电芯之间加装风琴板以作为风道夹板进行有效散热，大大提高了风冷PACK的热管理性能。但随着储能技术的发展，电池模组内部电芯数量的在增多，单个电芯的发热功率也在增加，传统的在两块电芯之间加装风琴板的风冷形式已逐渐不能满足pack热管理性能的要求，需要进一步提高换热效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种风道夹板，能够有效提高散热效率；

另，提供一种应用上述风道夹板的电池模组。

本实用新型提供如下技术方案：

一种风道夹板，所述风道夹板包括：

夹板本体，所述夹板本体具有多个平行设置的风道，每个所述风道的延伸方向被配置为与其进风方向呈角度设置。

进一步，相邻所述风道之间设置透气结构，所述透气结构能够使相邻的所述风道之间能够连通。

进一步，相邻所述风道之间具有散热翅片，所述透气结构包括开设于所述散热翅片的导流孔。

进一步，所述导流孔的数量为多个，且多个所述导流孔沿所述风道的延伸方向相间隔设置。

进一步，所述夹板本体包括：

一对第一导热板，一对所述导热板并列设置；

多个第二导热板，多个所述第二导热板相间隔设置于一对所述第一导热板之间，以使一对所述第一导热板之间形成多个所述风道；其中，所述第二导热板形成所述散热翅片。

进一步，所述第一导热板和第二导热板均为金属板。

进一步，所述第一导热板设置为方形，所述第二导热板的延伸方向和所述第一导热板的对角线平行的。

进一步，所述第一导热板和第二导热板一体化设置。

一种电池模组，所述电池模组包括所述的风道夹板。

进一步，所述电池模组还包括：

至少两个并列的电芯，相邻的所述电芯之间至少夹持有一个所述夹板本体。

本实用新型的实施例具有如下优点：

采用该风道夹板，以通过将该风道夹板的夹板本体的风道设置为与进风方向呈一定夹角，进而能够利用进入风道的气体冲刷风道的内壁，使气体在风道内形成扰流，提高散热效率；且利用气体冲刷风道内壁能够切断风道内壁上的边界层的发展，利于进一步提高散热效率。

此外，本实用新型还涉及一种电池模组，由于上述用于风道夹板和电池模组具有上述技术效果，因此包括该风道夹板的电池模组应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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示出了电池模组的立体结构示意图；

图2示出了风道夹板的立体结构示意图；

图3示出了风道夹板的一视角的结构示意图；

图4示出了图3中A-A剖视图；

图5示出了风道夹板内的气体流线示意图。

主要元件符号说明：

100-夹板本体；110-风道；120-进风端；130-第一导热板；140-第二导热板；150-导流孔；200-电芯。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

相关技术中，在电池热管理方法中，风冷方式由于重量轻、成本低、***可靠性高、技术成熟等优点，被广泛应用。为了兼顾结构紧凑型和换热效率提升，通过在两块电芯200之间加装风琴板，增大散热面积的方式是目前被认为比较优的一种方式。

相关技术中，通过在两块电芯200之间加装风琴板作为风道夹板的方式，以有效的利用电芯200的大面进行散热，大大提高了风冷Pack的热管理性能。但随着储能技术的发展，Pack内部电芯200数量在增多，单个电芯200的发热功率也在增加，而在两块电芯200之间加装风琴板的风冷形式已逐渐不能满足pack热管理性能的要求，基于此，如何进一步提高换热效率为本领域内技术人员亟需解决的技术问题。

如图1和图2所示，本实用新型提供的一优选实施例：一种风道夹板，风道夹板包括：夹板本体100，夹板本体100具有多个平行设置的风道110，每个风道110的延伸方向被配置为与其进风方向呈角度设置，且两者的夹角大于0°；可选地，可将夹角设置为15°、25°、35°、45°中任一个。

夹板本体100的两侧分别与位于其两侧的电芯200的大面面接触，以通过夹板本体100吸收电芯200产生的热量，并利用流动于风道110的气体吸收夹板本体100的热量，进而实现对电芯200的散热降温；显然，为了提高散热效率，需要尽可能提高两者之间的接触面积，具体实施时，将夹板本体100的两侧的面积设置为不小于电芯200与其接触的侧面的面积，一般情况下，可将夹板本体100的侧面的面积设置为与其对应的电芯200的侧面的面积相等，以及保持两者形状也相等；

需要注意的是，为保证优良的散热效率，夹板本体100需要采用导热性能的材料制成，例如导热金属中的铜、铝等。

而在具体实施时，针对将风道110和进风方向两者之间形成有夹角，也就是说，可改变进风方向，也可改变风道110方向，只要能够实现风道110的延伸方向和进风方向两者非平行状态即可；补充地，一般地，风道110设置为直线型，以降低流动阻力，此为本领域内的公知常识。

另外，正常工作时，由于气体流体的性质，则气体沿风道110流通的过程中，会在风道110的内壁产生边界层，影响夹板本体100和气体之间的热交换；而本申请中能够利用气体冲刷风道110的内壁，以形成扰流，阻断边界层。

应用本实用新型提供的风道夹板时，通过将该风道夹板的夹板本体100的风道110设置为与进风方向呈一定夹角，进而能够利用进入风道110的气体冲刷风道110的内壁，使气体在风道110内形成扰流，提高散热效率；且利用气体冲刷风道110内壁能够切断风道110内壁上的边界层的发展，利于进一步提高散热效率。

如图3和图4所示，在上述实施例的基础之上，相邻风道110之间设置透气结构，透气结构能够使相邻的风道110之间能够连通；

利用透气结构实现每个风道110内的气体既能沿自身的风道110流动，又能流入相邻的风道110内，以提高扰流效果，进一步降低风道110内壁形成边界层，利于提高散热效率；至于透气结构的具体结构以及其实施方式，在此不作具体限定，只要能够实现透气即可。

如图4所示，在本实施例中，相邻风道110之间具有散热翅片，透气结构包括开设于散热翅片的导流孔150。

也就是说，相邻的风道110之间通过散热翅片隔开，而透气结构为开设于散热翅片上的孔洞，在此不对孔洞的形状作具体限定，该孔洞可以为圆形、矩形、三角形、多边形等。

更为具体地，导流孔150的数量为多个，且多个导流孔150沿风道110的延伸方向相间隔设置，通过设置多个导流孔150，能够进一步增加风道110内的扰流效果；且需要注意的是，散热翅片也被导流孔150分割为多段，同样地，可减少边界层；实际生产中，可通过在散热翅片上且沿其长度方向开设导流孔150。

如图2所示，在上述实施例的基础之上，夹板本体100包括：一对第一导热板130，一对导热板并列设置；多个第二导热板140，多个第二导热板140相间隔设置于一对第一导热板130之间，以使一对第一导热板130之间形成多个风道110；其中，第二导热板140形成散热翅片。

采用对置的方式设置一对第一导热板130，以使一对第一导热板130平行；并将多个第二导热板140设置于一对第一导热板130之间，且使每个第二导热板140的两端分别与其对应侧的第一导热板130连接，进而相邻的第二导热板140和一对第一导热板130之间形成风道110，也就是说，由第二导热板140和第一导热板130合围形成风道110，而在实际工作中，由于气体和风道110的四个内壁接触，以换热降温，显然，这种方式能够增加散热面积，进一步提高散热效果。

为了更好的技术效果，在上述实施例的基础之上，第一导热板130和第二导热板140均为金属板。

金属板的导热性能好，则利于提高电芯200和气体之间的换热效率，也即能够提高电芯200的散热效果；而在其他实施例中，也可采用陶瓷材质制成第一导热板130和第二导热板140，陶瓷的导热材质也是非常优秀。

需要说明的是，为控制气体流动的阻力在正常范围内，一般情况下，气道均设为沿直线延伸，而非弯曲的风道110。

在其他实施例中，可在第一导热板130靠近第二导热板140的一侧和/或第二导热板140的表面设置凸起的加强筋，该加强筋设置为沿风道110的延伸方向延伸，以避免阻挡气流；也就是说，利用加强筋能够增加气体和风道110的接触面积，提高其散热效率。

在上述实施例的基础之上，第一导热板130设置为方形，第二导热板140的延伸方向和第一导热板130的任一对角线平行的。

需要说明的是，电芯200的侧面为方形，则第一导热板130也设置为方形，且由于电芯200和夹板本体100均安装于电池箱内，则为充分利用空间，并能稳定固定电芯200，一般将电芯200和第一导热板130接触的一侧设置等大且形状相同，以保证电芯200和夹板本体100装配后外表齐整，又能使电芯200尽可能多的面积接触第一导热板130，以提高散热效率。

如图2和图3所示，本实施例中，则将第二导热板140的端部和第一导热板130的四周边平齐，避免第二导热板140的端部凸出于夹板本体100，更为具体地，可将第二导热板140设置为与第一导热板130的四个对角线中任一对角线平行的方向延伸，进而达到调整风道110方向的目的，以便于后续不需要改变进风方向；目前，进风方向均沿垂直于第一导热板130的一侧的方向进风，则配合倾斜设置的第二导热板140，能够实现利用气体直接冲刷风道110的内壁。

具体实施时，如图4所示，可预见的存在第二导热板140的长度不一致的情况，只要保持第二导热板140的端部和第一导热板130的边沿平齐即可。

为了更好的技术效果，在上述实施例的基础之上，由于多个风道110的进风端120分布在夹板本体100上的相邻的两端，则工作时，可通过对具有风道110的进风端120的两端同时送风，具体地，可通过安装在电池箱的侧面和顶面的风扇向其抽送气体。

在其他实施例中，也可不对现有的电池箱进行改进，仅针对风道夹板的结构进行改进，则通过安装于电池箱侧面的风扇，以将气体抽送至夹板本体100侧面的风道110的进风端120；其中，需要注意的是，多个风道110能够被划分为上风道110模组和下风道110模组，则工作时，气体能够进入下风道110模组，并通过导流孔150流入上风道110模组，以形成如图5所示的紊流效果，其原因为：能够使气体进入风道110后，流通面积变大，降低气体流速，利于热量交换和减少边界层产生；需要说明的是，边界层的定义如下：

边界层是高雷诺数绕流中紧贴物面的粘性力不可忽略的流动薄层，又称流动边界层、附面层。

如果粘性很小的流体(如水，空气等)在大雷诺数时与物体接触并有相对运动，则靠近物面的薄流体层因受粘性剪应力而使速度减小；紧贴物面的流体粘附在物面上，与物面的相对速度等于零；由物面向上，各层的速度逐渐增加，直到与自由流速相等。L-普朗特把从物面向上的这一流体减速薄层叫作边界层。

另外需要注意的是，通过将风道110这样设置能够增加风道110的数量，利于提高散热效率。

在上述实施例的基础之上，第一导热板130和第二导热板140一体化设置；在具体生产时，将第一导热板130和第二导热板140设置为采用相同材质制成，能够省去后续第一导热板130和第二导热板140之间装配组装环节，提高生产效率，降低工艺的复杂度和工作人员的劳动量。具体地，可采用一体化铸造而成，例如可优选采用铸铝制造，其工艺成熟，成本低。

为了更好的技术效果，在上述实施例的基础之上，第二导热板140可采用薄板结构，能够使其较为容易发生形变；需要说明的是，作为本领域内技术人员的公知常识，电芯200在长时间使用后会发生膨胀，则相邻电芯200碰撞后会压缩安装夹板本体100的空间，则为了避免夹板本体100压损电芯200，则将第二导热板140设置为薄板结构后能够在电芯200的挤压发生形变，以根据电芯200的膨胀程度改变自身的厚度；显然，相较于现有技术根据电芯200膨胀程度更换不同厚度的夹板本体100，则使用更加方便，且节省成本。

在实际使用中，第二导热板140可选用薄铜片、薄钢片或薄铝片等，这些材料均具有优良的导热性和易形变特性；但是，并不仅限于这些种类，也可选用其他材料，只要能够实现相同的功效即可。

如图1所示，另外，本实用新型还提供一种电池模组，电池模组包括风道夹板和若干电芯200，相邻电芯200之间安装有该风道夹板，每个风道夹板吸收与其邻接的电芯200的热量，并通过流经每个风道夹板内的风道110的气体带走，最终实现降温散热。

通过对现有的电池模组的风道夹板改进，以替换为本申请提供的风道夹板，故而由于该风道夹板具有高散热效率的特性，则应用该风道夹板的电池模组，也应当具有高散热效果的技术效果。

具体地，该电芯200可选用方形锂离子电池，是整个电池模组的核心所在，也是整个电池模组的热源，整个电池模组呈长方体状态。

在上述实施例的基础之上，该电池模组还包括：至少两个并列的电芯200，相邻的电芯200之间至少夹持有一个夹板本体100。

每个电池模组均包括电池箱、多个电芯200和多个风道夹板，其中，多个电芯200并列设置，且相邻的电芯200之间夹持有风道夹板，进而利用电芯200和风道夹板抵接以导热、散热。

而在本领域中，气体可由风机抽送至风道夹板，气体流经风道夹板内的风道110、并与风道夹板的内壁接触，以带有电芯200产生热量；其中，利用风道夹板将电芯200产生的热量传导至气体，利用风道夹板的优秀导热性能够进一步加快散热；对于本领域内技术人员而言，有动机选择导热性和散热性能更好的材质制作风道夹板。

显然，如电池箱在密闭、湿热的环境工作，则可通过向风道夹板抽送冷空气，以增加温差的方式，进一步提升散热效率。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种风道夹板，其特征在于，所述风道夹板包括：

夹板本体，所述夹板本体具有多个平行设置的风道，每个所述风道的延伸方向被配置为与其进风方向呈角度设置。

2.根据权利要求1所述的风道夹板，其特征在于，相邻所述风道之间设置透气结构，所述透气结构能够使相邻的所述风道之间能够连通。

3.根据权利要求2所述的风道夹板，其特征在于，相邻所述风道之间具有散热翅片，所述透气结构包括开设于所述散热翅片的导流孔。

4.根据权利要求3所述的风道夹板，其特征在于，所述导流孔的数量为多个，且多个所述导流孔沿所述风道的延伸方向相间隔设置。

5.根据权利要求3所述的风道夹板，其特征在于，所述夹板本体包括：

一对第一导热板，一对所述第一导热板并列设置；

多个第二导热板，多个所述第二导热板相间隔设置于一对所述第一导热板之间，以使一对所述第一导热板之间形成多个所述风道；其中，所述第二导热板形成所述散热翅片。

6.根据权利要求5所述的风道夹板，其特征在于，所述第一导热板和所述第二导热板均为金属板。

7.根据权利要求5所述的风道夹板，其特征在于，所述第一导热板设置为方形，所述第二导热板的延伸方向和所述第一导热板的对角线平行的。

8.根据权利要求5所述的风道夹板，其特征在于，所述第一导热板和所述第二导热板一体化设置。

9.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括如权利要求1至8中任一项所述的风道夹板。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：

至少两个并列的电芯，相邻的所述电芯之间至少夹持有一个所述夹板本体。