一种液冷集成箱体的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种液冷集成箱体。


背景技术：

2.随着新能源汽车的广泛使用，新能源汽车中的电池系统的安全性越来越受到人们的重视。由于电池在充放电过程中会产生热量，为了保证电池系统的正常工作，电池箱上通常会设置液冷系统对电池箱进行冷却降温。
3.目前，为了追求与电池较大的换热面积，通常选择将液冷管道与电池箱体的底部设置为一体，但是这种布置形式由于使得液冷管道直接置于电池箱体内部，若液冷管道发生泄漏，冷却液将直接浸泡电池箱内的电池和电池管理系统等部件，严重威胁电池的使用安全。所以，当液冷管道与电池箱体集成为一体时，即需要绝对避免因焊接缺陷叠加苛刻工况下导致冷却液发生泄漏的问题，这不仅对电池的加工工艺提出了更高的要求，同时增加了后期的维护成本。
4.因此，亟需一种液冷集成箱体，在实现液冷系统较高的换热效率的同时，避免安全隐患，提高产品性能，降低维护成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种液冷集成箱体，在实现液冷系统较高的换热效率的同时，避免安全隐患，提高产品性能，降低维护成本。
6.如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
7.一种液冷集成箱体，包括：
8.侧梁，包括能够围成环形结构的两个第一侧梁和两个第二侧梁，两个所述第一侧梁沿第一方向相对设置，两个所述第二侧梁沿第二方向相对设置，所述第一方向垂直于所述第二方向；
9.模组安装梁，设有两个，两个所述模组安装梁沿所述第一方向相对设置并分别固定连接于两个所述第一侧梁；
10.液冷板，夹设于所述第二侧梁和所述模组安装梁之间，围设形成能够容纳电池的容纳腔，并通过搅拌摩擦焊接与所述第二侧梁和所述模组安装梁固定连接，所述电池能够固定连接于所述第二侧梁和所述模组安装梁，所述液冷板被配置为对所述电池进行冷却。
11.进一步地，所述液冷板一侧设置有冷却液入口管路和冷却液出口管路，所述液冷板内设置有液冷流道，所述冷却液入口管路连通于所述液冷流道的入口，所述冷却液出口管路连通于所述液冷流道的出口。
12.进一步地，所述液冷流道为m型流道，所述m型流道包括平行设置的第一去程流道、第一回程流道、第二去程流道和第二回程流道，所述第一去程流道连通于所述冷却液入口管路，所述第二回程流道连通于所述冷却液出口管路，所述第一回程流道包括一个或多个流道，所述第二去程流道包括一个或多个流道。
13.进一步地，沿所述第二方向，所述第一去程流道的宽度小于所述第一回程流道中的任意一个所述流道的宽度；和/或
14.沿所述第二方向，所述第二回程流道的宽度小于所述第二去程流道中的任意一个所述流道的宽度。
15.进一步地，所述m型流道为所述液冷板内设置分隔筋而形成的，当所述第一回程流道设有多个，沿所述第二方向，多个所述第一回程流道之间的所述分隔筋，在靠近所述冷却液入口管路的一端对齐，在远离所述冷却液入口管路的一端逐渐延长；和/或
16.所述m型流道为所述液冷板内设置分隔筋而形成的，当所述第二去程流道设有多个，沿所述第二方向，多个所述第二去程流道之间的所述分隔筋，在远离所述冷却液出口管路的一端对齐，靠近所述冷却液出口管路的一端逐渐延长。
17.进一步地，所述液冷板背离所述容纳腔的一侧涂设有保温材料。
18.进一步地，所述液冷板包括沿所述第二方向相对设置的第一液冷板和第二液冷板，且所述第一液冷板和所述第二液冷板通过搅拌摩擦焊接固定。
19.进一步地，所述模组安装梁焊接固定于所述第一侧梁。
20.进一步地，所述侧梁、所述模组安装梁和所述液冷板均为挤压型材。
21.进一步地，所述第二侧梁为l型结构，所述电池能够固定连接于所述l型结构的凸起端。
22.本实用新型的有益效果为：
23.本实用新型提出的液冷集成箱体，包括侧梁、模组安装梁和液冷板。其中，侧梁包括能够围成环形结构的两个第一侧梁和两个第二侧梁，两个第一侧梁沿第一方向相对设置，两个第二侧梁沿第二方向相对设置，第一方向垂直于第二方向，模组安装梁设有两个，两个模组安装梁沿第一方向相对设置并分别固定连接于两个第一侧梁，液冷板夹设于第二侧梁和模组安装梁之间，围设形成能够容纳电池的容纳腔，并通过搅拌摩擦焊接与第二侧梁和模组安装梁固定连接，电池能够固定连接于第二侧梁和模组安装梁，液冷板被配置为对电池进行冷却。在此设置之下，模组安装梁在第一方向上位于液冷板的两侧，该结构设计避免了常规方案中，在液冷板的流道面焊接模组安装梁的问题，另外，模组安装梁与液冷板采用搅拌摩擦焊接的方式固定连接，也可有效避免焊接导致液冷板穿透而带来的冷却液泄漏危险，保证在实现液冷系统较高的换热效率的同时，避免安全隐患，提高产品性能，降低维护成本。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例提供的液冷集成箱体的结构示意图；
25.图2是本实用新型实施例提供的液冷流道的结构示意图；
26.图3是本实用新型实施例提供的液冷集成箱体的爆炸图。
27.图中：
28.1、第一侧梁；
29.2、第二侧梁；
30.3、液冷板；31、冷却液入口管路；32、冷却液出口管路；33、液冷流道；331、第一去程流道；332、第一回程流道；333、第二去程流道；334、第二回程流道；34、分隔筋；35、第一液冷
板；36、第二液冷板；
31.4、模组安装梁。
具体实施方式
32.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。
33.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
36.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
37.如图1
‑
图3所示，本实施例提供一种液冷集成箱体，包括侧梁、模组安装梁4和液冷板3。其中，侧梁包括能够围成环形结构的两个第一侧梁1和两个第二侧梁2，两个第一侧梁1沿第一方向相对设置，两个第二侧梁2沿第二方向相对设置，第一方向垂直于第二方向，模组安装梁4设有两个，两个模组安装梁4沿第一方向相对设置并分别固定连接于两个第一侧梁1，液冷板3夹设于第二侧梁2和模组安装梁4之间，围设形成能够容纳电池的容纳腔，并通过搅拌摩擦焊接与第二侧梁2和模组安装梁4固定连接，电池能够固定连接于第二侧梁2和模组安装梁4，液冷板3被配置为对电池进行冷却，第一方向为图中的ab方向，第二方向为图中的cd方向。本实施例中，模组安装梁4在第一方向上位于液冷板3的两侧，该结构设计避免了常规方案中，在液冷板3的流道面焊接模组安装梁4的问题。另外，模组安装梁4与液冷板3采用搅拌摩擦焊接的方式固定连接，在此设置之下，也可有效避免焊接导致液冷板3穿透而带来的冷却液泄漏危险，以保证在实现液冷系统较高的换热效率的同时，避免安全隐患，提高产品性能，降低维护成本。
38.可选地，第二侧梁2为l型结构，电池能够固定连接于l型结构的凸起端。即在本实施例中，电池固定连接于l型结构的凸起端和模组安装梁4。具体地，电池与前述两者均通过螺栓连接。如图1所示，l型结构的凸起端和模组安装梁4上均开设有电池安装孔，在装配时，
可选用相适配的螺栓，以将电池与其两者固定。另外，第一侧梁1、第二侧梁2上还开设有用于固定集成箱体上盖的第一固定孔。第二侧梁2的外侧还开设有将集成箱体固定于外部设备上的第二固定孔。
39.进一步地，为实现液冷板3对于电池的冷却功能，液冷板3一侧设置有冷却液入口管路31和冷却液出口管路32，液冷板3内设置有液冷流道33，冷却液入口管路31连通于液冷流道33的入口，冷却液出口管路32连通于液冷流道33的出口。可以理解的，冷却液于液冷板3内在液冷流道33中流动，通过与液冷板3不断进行的热交换带走电池产热，从而降低电池温度，以保证电池的正常使用。
40.而为实现对电池换热的均匀性，在本实施例中，液冷流道33为m型流道，m型流道包括平行设置的第一去程流道331、第一回程流道332、第二去程流道333和第二回程流道334，第一去程流道331连通于冷却液入口管路31，第二回程流道334连通于冷却液出口管路32，第一回程流道332包括一个或多个流道，第二去程流道333包括一个或多个流道。参照图2所示，本实施例中，左上方为液冷流道33的入口，从上之下，第一流道为第一去程流道331，第一回程流道332包括四个流道，即第二流道至第五流道均为第一回程流道332。在此设置之下，冷却液进入第一回程流道332后将因为流道增多而流速降低，从而实现液冷板3的充分换热。与此类似的，第二去程流道333也包括四个流道，而第二回程流道334只有一个流道，以保证冷却液流经液冷流道33出口时的速度。另外，要说明的是，液冷流道33的入口和出口是可以互换的。即在其他一个实施例中，参照图2所示，可以是左下方为液冷流道33的入口，但需保证第一去程流道331连通于冷却液入口管路31，第二回程流道334连通于冷却液出口管路32即可。而且，关于第一回程流道332和第二去程流道333具体包括的流道数量也可以根据实验计算或仿真结果进行合理的调整，以保证最优换热效果。
41.更进一步地，为保证液冷系统的换热均匀性，在本实施例中，沿第二方向，第一去程流道331的宽度小于第一回程流道332中的任意一个流道的宽度，和/或沿第二方向，第二回程流道334的宽度小于第二去程流道333中的任意一个流道的宽度。通过对流道宽度的改变，进一步对液冷流道33内的冷却液进行均匀作用，进而降低集成箱体温差。
42.另外，本实施例中，除了上述设置不同的流道宽度外，还设置了在第一方向上不同流道的长度。具体地，如图2所示，m型流道为液冷板3内设置分隔筋34而形成的，当第一回程流道332设有多个，沿第二方向，多个第一回程流道332之间的分隔筋34，在靠近冷却液入口管路31的一端对齐，在远离冷却液入口管路31的一端逐渐延长，和/或m型流道为液冷板3内设置分隔筋34而形成的，当第二去程流道333设有多个，沿第二方向，多个第二去程流道333之间的分隔筋34，在远离冷却液出口管路32的一端对齐，靠近冷却液出口管路32的一端逐渐延长。可以理解的，当第一回程流道332包括多个流道时，通过改变冷却液流过的流道的宽度，间接改变冷却液的流速，进而保证第一回程流道332中的各个流道内流体流速的均匀。具体地，在第一方向上，在远离冷却液入口管路31的一端，远离第一去程流道331的分隔筋34的长度大于靠近第一去程流道331的分隔筋34的长度。与之类似的，当第二去程流道333包括多个流道时，则在第一方向上，在靠近冷却液出口管路32的一端，远离第一回程流道332的分隔筋34的长度大于靠近第一回程流道332的分隔筋34的长度。另外，要说明的是，在其他一个实施例中，若将液冷流道33的入口和出口位置进行互换，则其内部关于分隔筋34的长度设置也可以参照上述原则，但是，最终得到的关于分隔筋34的长度梯度变化的结
构示意图则与图2是不同的。即若左下方是液冷流道33的入口，则在第二方向上，从下至上，第一回程流道332内的分隔筋34于左端对齐，在右端逐渐延长，而第二去程流道333内的分隔筋34于右端对齐，在左端逐渐延长。
43.可选地，本实施例中，液冷板3背离容纳腔的一侧涂设有保温材料，保温材料可有效降低集成箱体受外部环境的影响。在高温环境下，可避免冷却液受外部环境升温，从而降低液冷系统的冷却效率。而在低温环境下，也可对集成箱体起到保温作用，避免因外部温度过低，从而影响电池的使用性能。优选地，保温材料为发泡聚氨酯、发泡有机硅等膨胀型隔热涂层。
44.可选地，在本实施例中，参照图3所示，液冷板3包括沿第二方向相对设置的第一液冷板35和第二液冷板36，且第一液冷板35和第二液冷板36通过搅拌摩擦焊接固定。具体地，根据不同集成箱体的大小需求，若液冷板3的加工尺寸受加工设备或加工工艺限制，则可以选择合适尺寸的液冷板3采用搅拌摩擦焊接拼接而成，在此设置之下，焊接接头部位不存在金属的融化，且焊接后结构变形较小，完全不会影响其液冷板3内部液冷流道33的分布。
45.而模组安装梁4焊接固定于第一侧梁1。具体地，其焊接方式可直接使用常规的焊接方式。因为两者均未涉及到与具有液冷流道33的液冷板3的焊接，所以对其焊接方式并未有过多的限制，即可以根据实际加工条件进行选择，并不局限于搅拌摩擦焊接。
46.可选地，本实施例中，侧梁、模组安装梁4和液冷板3均为挤压型材。具有较高的结构强度，且成型简单，成本低。优选地，侧梁、模组安装梁4和液冷板3为6系铝合金型材。
47.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。