液冷板、电池包、热管理系统及交通工具的制作方法

本技术涉及车辆，具体地涉及一种液冷板、电池包、热管理系统及交通工具。

背景技术：

1、随着全球对环保和碳排放问题的关注，电动汽车的需求逐年上升。电动汽车包括电池，过高或过低的工作温度会影响电池的安全性和寿命，而不均匀的温度分布可能导致电池内某些部分电芯温差过大，进而引发局部性能不均衡，损害电池整体性能，因此，电池的快速换热与均温性能之间的平衡至关重要。液冷板是目前电池热管理系统中的重要部件，能够直接与电池表面接触进行热传递。其中，由于双大面液冷板能够覆盖电池更大的表面面积，具有更快的传热效率，而广泛应用于动力电池中。

2、现有电池中通常包括多个双大面液冷板，多个双大面液冷板间隔设置，并通过管道连通。但是由于冷却介质在管道不同位置的流阻具有差异，电池内不同位置的液冷板内的冷却介质的流量也具有差异，从而导致电池内不同位置的液冷板的换热能力不同，易造成电池内不同位置的电芯的温度差异较大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术提供一种液冷板、电池包、热管理系统及交通工具，以减小电池包内不同位置的液冷板之间换热能力的差距，降低电池包内电芯之间的温度差异。

2、本技术实施例第一方面提供了一种电池包，电池包包括入水口和出水口，电池包还包括多个液冷板和多个电芯，沿所述电池包的第一方向，所述液冷板的两端设置有流道入口和流道出口，所述流道入口与所述入水口连通，所述流道出口与所述出水口连通；沿所述电池包的第二方向，多个所述液冷板间隔设置，且相邻两个所述液冷板的所述流道入口连通，相邻两个所述液冷板的所述流道出口连通；所述第一方向为所述电池包的宽度方向；所述第二方向为所述电池包的长度方向，相邻两个所述液冷板之间设置有所述电芯，且所述电芯沿所述第二方向上的两个侧面分别与相邻的所述液冷板接触，其中，沿所述第二方向，且沿远离所述入水口的方向，至少两个所述液冷板的接触热阻依次减小。

3、沿第二方向，且沿远离入水口的方向，通过使至少两个液冷板与对应电芯之间的接触热阻依次减小，能够使至少两个液冷板的换热效率依次提高，即换热能力依次提高，从而能够降低电池包内靠近入水口区域的液冷板的换热能力，和/或依次提升电池包内远离入水口区域的液冷板的换热能力，以减小电池包内不同位置液冷板的换热能力的差距，提升电池包内各个液冷板的换热能力的均衡性，进一步降低电池包内电芯之间的温度差异，使电池包的温度场分布更加均匀。其中，对于电池包的加热工况来说，提升远离入水口处的液冷板的换热能力，可以使该处的电芯温度更易提升，从而能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过冷，从而提升对充电电流的利用率，有利于提升电池包的充电效率；而对于电池包的冷却工况来说，提升远离入水口处的液冷板的换热能力，可以使该处的电芯温度更易下降，能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过热，从而降低电池老化的速度，有利于提升电池包的使用寿命。另外，电池包内电芯之间的温度差异降低，易使电池包内的电芯处于相同的工作状态，从而提升电池包的整体性能。此外，相较于通过改变各液冷板内的流道以及流道的开口排布，以缩小各液冷板内冷却介质的流量差异，本技术实施例中通过调节电池包内不同位置的液冷板与对应电芯之间的接触热阻，来调节各个液冷板的换热能力，能够使各液冷板内的流道以及流道开口的设计统一，从而降低制造难度，且更加便于液冷板的统一组装，且易于制备实现。

4、在一种可能的设计中，所述液冷板包括板体和导热介质层，所述导热介质层设置于所述板体表面；至少两个所述液冷板的所述导热介质层的厚度依次减小。

5、由于导热介质层的厚度与接触热阻呈正比，导热介质层的厚度越大，接触热阻越大，因此，当沿第二方向，且沿远离入水口的方向，至少两个液冷板对应的导热介质层的厚度依次减小时，能够实现两个液冷板与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个液冷板的换热能力依次提高。

6、在一种可能的设计中，所述液冷板包括板体和导热介质层，所述导热介质层设置于所述板体表面；至少两个所述液冷板对应的所述导热介质层的导热系数依次增大。

7、由于导热介质层的导热系数与接触热阻呈反比，导热介质层的导热系数越大，接触热阻越小，因此，当沿第二方向，且沿远离入水口的方向，至少两个液冷板对应的导热介质层的导热系数依次增大时，能够实现两个液冷板与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个液冷板的换热能力依次提高。

8、在一种可能的设计中，至少两个所述液冷板与对应所述电芯的接触面积依次增大。

9、由于接触面积与接触热阻呈反比，接触面积越大，接触热阻越小，因此，当沿第二方向，且沿远离入水口的方向，多个液冷板与对应电芯的接触面积依次增大时，能够实现两个液冷板与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个液冷板的换热能力依次提高。

10、在一种可能的设计中，沿所述第二方向，所述电池包两端的所述液冷板的最大接触热阻和最小接触热阻的比值介于1～3之间。

11、当沿第二方向，电池包两端的液冷板与对应电芯之间的最大接触热阻和最小接触热阻的比值介于1～3之间时，能够保证电池包内各位置的液冷板具有良好的换热能力的同时，还可以对电池包内不同位置的液冷板的换热能力的起到良好的均衡作用，进一步降低了电池包内电芯之间的温度差异。

12、在一种可能的设计中，所述液冷板包括多个接触区，沿所述第一方向，且沿远离所述流道入口的方向，至少两个所述接触区的接触热阻依次减小。

13、由于接触热阻与换热效率呈反比，接触热阻越大换热效率越低，因此，当沿第一方向，且沿远离流道入口的方向，至少两个接触区与对应电芯之间的接触热阻依次减小时，至少两个接触区的换热效率依次提高，即换热能力依次提高，从而能够降低液冷板上靠近流道入口的接触区的换热能力，同时依次提升液冷板上远离流道入口的接触区的换热能力，以减小液冷板各个接触区的换热能力的差距，提升液冷板各个接触区的换热能力的均衡性，以使各个换热区与对应接触换热的电芯的温度变化速率的均衡性提升，降低电芯之间的温度差异，提升了液冷板的均温效果，使电池包的温度场分布更加均匀。其中，对于电池包的加热工况来说，提升远离流道入口处的接触区的换热能力，可以使该处的电芯温度更易提升，从而能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过冷，从而提升对充电电流的利用率，有利于提升电池包的充电效率；而对于电池包的冷却工况来说，提升远离流道入口处的接触区的换热能力，可以使该处的电芯温度更易下降，能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过热，从而降低电池老化的速度，有利于提升电池包的使用寿命。另外，电池包内电芯之间的温度差异降低，更加易使电池包内的电芯处于相同的工作状态，从而进一步提升电池包的整体性能。此外，本技术实施例中仅通过调节接触区与对应电芯之间的接触热阻，来调节液冷板各个接触区的换热能力，无需另外调节液冷板内冷媒介质的温度和流量，能够进一步提升电池包的热管理效率，节约能耗，且易于制备实现。

14、在一种可能的设计中，所述液冷板包括板体和导热介质层，所述导热介质层设置于所述板体的表面，至少两个所述接触区的所述导热介质层的厚度依次减小。

15、由于导热介质层的厚度与接触热阻呈正比，导热介质层的厚度越大，接触热阻越大，因此，当沿第一方向，且沿远离流道入口的方向，至少两个接触区对应的导热介质层的厚度依次减小时，能够实现至少两个接触区与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个接触区的换热能力依次提高。

16、在一种可能的设计中，所述液冷板包括板体和导热介质层，所述导热介质层设置于所述板体表面；至少两个所述接触区的所述导热介质层的导热系数依次增大。

17、由于导热介质层的导热系数与接触热阻呈反比，导热介质层的导热系数越大，接触热阻越小，因此，当沿第一方向，且沿远离流道入口的方向，至少两个接触区对应的导热介质层的导热系数依次增大时，能够实现至少两个接触区与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个接触区的换热能力依次提高。

18、在一种可能的设计中，至少两个所述接触区与对应所述电芯的接触面积依次增大。

19、由于接触面积与接触热阻呈反比，接触面积越大，接触热阻越小，因此，当沿第一方向，且沿远离流道入口的方向，至少两个接触区与对应电芯的接触面积依次增大时，能够实现至少两个接触区与对应电芯之间的接触热阻依次减小，从而使至少两个接触区的换热能力依次提高。

20、在一种可能的设计中，沿所述第一方向，所述液冷板的两端的所述接触区中的最大接触热阻和最小接触热阻的比值介于1～3之间。

21、当沿第一方向，液冷板的两端的接触区与对应电芯之间的最大接触热阻与最小接触热阻的比值介于1～3之间时，能够保证液冷板具有良好的换热能力的同时，可以对液冷板上各接触区的换热能力的起到良好的均衡作用，提升液冷板的均温效果。

22、在一种可能的设计中，所述导热介质层的厚度小于或等于10mm。

23、若导热介质层的厚度过厚，例如大于10mm，则液冷板的接触热阻过大，换热能力较弱，不能与其接触的电芯及时换热，降低电池包的整体性能，且还会降低电池包的热管理效率，增加能耗，不利于提升电池包的充电效率，降低电池包的使用寿命。因此，导热介质层的厚度小于或等于10mm时，能够使液冷板的接触热阻适中，满足多种换热需求，提升电池包的设计自由度，保证电池包的整体性能，有利于提升电池包的热管理效率，节约能耗，也有利于提升电池包的充电效率和使用寿命。

24、在一种可能的设计中，所述液冷板内设置有流道，沿所述第一方向，所述流道的两端设置有所述流道入口和所述流道出口，所述流道为蛇形流道或直通流通中的一者或两者组合。

25、蛇形流道可以增加冷却介质液冷板内的流动路径长度，从而增加冷却介质与液冷板的接触时间，提高液冷板的换热效率。另外，由于蛇形流道的弯曲设置，冷却介质在蛇形流道内流动的过程中会产生扰动，有助于提高热交换时的均匀性。相较于蛇形流道，冷却介质在直通流道内流动的阻力较小，能够在相对较短的时间完成热量的传递。通过在液冷板内合理设置蛇形流道和/或直通流道，能够有效优化液冷板的换热能力，以使液冷板能够处理不同热流密度的热源，也有利于在有限空间内均衡液冷板上各区域的温度，以提升液冷板的均温性能。

26、本技术实施例第二方面提供了一种液冷板，所述液冷板的两端设置有流道入口和流道出口，所述液冷板的侧表面包括至少两个接触区，沿远离所述流道入口的方向，至少两个所述接触区的接触热阻依次减小。

27、由于接触热阻与换热效率呈反比，接触热阻越大换热效率越低，因此，当沿第一方向，且沿远离流道入口的方向，至少两个接触区与对应电芯之间的接触热阻依次减小时，至少两个接触区的换热效率依次提高，即换热能力依次提高，从而能够降低液冷板上靠近流道入口的接触区的换热能力，同时依次提升液冷板上远离流道入口的接触区的换热能力，以减小液冷板各个接触区的换热能力的差距，提升液冷板各个接触区的换热能力的均衡性，以使各个换热区与对应接触换热的电芯的温度变化速率的均衡性提升，降低电芯之间的温度差异，提升了液冷板的均温效果，使电池包的温度场分布更加均匀。其中，对于电池包的加热工况来说，提升远离流道入口处的接触区的换热能力，可以使该处的电芯温度更易提升，从而能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过冷，从而提升对充电电流的利用率，有利于提升电池包的充电效率；而对于电池包的冷却工况来说，提升远离流道入口处的接触区的换热能力，可以使该处的电芯温度更易下降，能够降低电芯之间的温度差异的同时，还能够避免局部电芯过热，从而降低电池老化的速度，有利于提升电池包的使用寿命。另外，电池包内电芯之间的温度差异降低，更易使电池包内的电芯处于相同的工作状态，从而提升电池包的整体性能。此外，本技术实施例中仅通过调节接触区与对应电芯之间的接触热阻，来调节液冷板各个接触区的换热能力，无需另外调节液冷板内冷媒介质的温度和流量，能够进一步提升电池包的热管理效率，节约能耗，且易于制备实现。

28、本技术第三方面提供了一种电池包，所述电池包包括多个第二方面提供的液冷板和多个电芯；沿所述电池包的第二方向，多个所述液冷板间隔设置，相邻两个所述液冷板之间设置有所述电芯，且所述电芯沿所述第二方向上的两个侧面分别与相邻的所述液冷板上的接触区接触。由于液冷板具有上述技术效果，包括液冷板的电池包也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

29、本技术实施例第四方面提供了一种热管理系统，所述热管理系统包括以上任一实施例所述的电池包。由于电池包具有上述技术效果，包括电池包的热管理系统也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

30、本技术实施例第五方面提供了一种交通工具，其特征在于，所述交通工具包括上述热管理系统。由于热管理系统具有上述技术效果，包括热管理系统的交通工具也应具备相应的技术效果，在此不再赘述。

31、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本技术。