换热结构及其系统的制作方法

1.本发明涉及锂电池热管理技术领域，具体而言，涉及一种换热结构及其系统。


背景技术：

2.纯电动汽车和混合动力汽车以电池作为动力源，在使用中可以实现零污染，并可利用煤炭、水力等其它非石油资源，能有效解决汽车排污和能源问题，因而在世界范围内得到普遍重视。纯电动汽车和混合动力汽车的性能和品质在很大程度上依赖其所配置的动力电池组的性能。温度是影响动力电池性能至关重要的因素。
3.当车辆在不同行驶状况下运行时，电池会以不同倍率放电，以不同生热速率产生大量热量，加上时间累积以及空间影响会产生不均匀热量聚集，从而导致电池组运行温度复杂多变。而过高的温度会导致电池的容量、寿命和能量效率的降低，若电池积聚的热量无法及时散出，会导致热失控的产生，严重时电池有发生剧烈膨胀和爆炸的危险，必须对动力锂电池进行电池降温。在低温下，锂电池锂离子活性降低，容易发生析锂刺穿隔膜，引起电池短路，引发热失控现象，则需要对电池进行加热。所以电池需要热管理，使其工作温度处于较优的区间。
4.新能源车锂电池主要是液体冷却和加热为主，电池与换热板贴合接触，通过换热介质在换热板内流动，来实现对电池的冷却或者加热。目前由于新能源电池对换热的需求越来越高，无论从开发周期还是从成本上都提出了更高的要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种换热结构及其系统，以能够快速制样、缩短开发周期、降低成本。
6.为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
7.一种换热结构，包括第一层板、流道边界板和第二层板；所述流道边界板设置有容纳流道结构的板体空腔；
8.所述流道边界板的顶面与所述第一层板固定连接，所述流道边界板的底面与所述第二层板固定连接，且所述第一层板、所述流道边界板和所述第二层板形成密闭的所述板体空腔；
9.所述第一层板或所述第二层板上设置有与所述板体空腔连通的进口管，所述第一层板或所述第二层板上设置有与所述板体空腔连通的出口管；
10.所述第一层板、所述流道边界板和所述第二层板均为板状结构。
11.在上述任一技术方案中，可选地，所述流道结构采用翅片结构。
12.在上述任一技术方案中，可选地，所述翅片结构采用滚齿机加工而成。
13.在上述任一技术方案中，可选地，所述流道结构包括至少一个第一流道板和至少一个第二流道板；
14.所述第一流道板和所述第二流道板均包括多个流道板边条部和多个所述流道板
边条部形成的多个流道板通槽区；多个所述流道板边条部呈阵列分布；
15.沿所述换热结构的厚度方向，所述第一流道板和所述第二流道板交替设置，且所述第一流道板的流道板边条部与所述第二流道板的流道板边条部交替设置。
16.在上述任一技术方案中，可选地，所述第一流道板和所述第二流道板均为板状结构。
17.在上述任一技术方案中，可选地，所述第一流道板和所述第二流道板采用同一种板裁切不同位置而成。
18.在上述任一技术方案中，可选地，所述流道结构的厚度与所述流道边界板的厚度相同。
19.在上述任一技术方案中，可选地，所述第一层板与所述流道边界板通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接；
20.所述第二层板与所述流道边界板通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接；
21.所述第一层板和/或所述第二层板分别与所述流道结构通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接。
22.在上述任一技术方案中，可选地，所述第一层板、所述流道边界板和所述第二层板均采用落料模具切割或者激光切割的加工方式一次成型。
23.一种换热系统，包括所述的换热结构。
24.本发明的有益效果主要在于：
25.本发明提供的换热结构及其系统，包括第一层板、流道边界板、第二层板和设置在流道边界板内的流道结构；其第一层板、流道边界板和第二层板均为板状结构，针对不同电池产品的结构，第一层板、流道边界板和第二层板均可通过冲压、切割等方式快速成型，其板内流道结构可也快速备料；相对于传统的换热结构需要重新开发冲压形成板体空腔的模具，该换热结构能够快速制样，极大缩短了开发周期，还在一定程度上降低了成本。
26.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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。
28.图1为本发明实施例提供的换热结构的结构示意图；
29.图2为本发明实施例提供的换热结构的另一结构示意图；
30.图3为本发明实施例提供的换热结构的流道结构的结构示意图；
31.图4为本发明实施例提供的流道结构的原材料板的结构示意图；
32.图5和图6分别为图4所示的流道结构的原材料板在不同位置裁切的结构示意图；
33.图7为本发明实施例提供的换热结构的流道结构的另一结构示意图。
34.图标：100
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第一层板；200
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第二层板；300
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流道边界板；310
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板体空腔；400
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流道结
构；410
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第一流道板；420
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第二流道板；430
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流道板边条部；440
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流道板通槽区；500
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进口管；600
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出口管；700
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流道结构的原材料板。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以采用各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.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。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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发明中的具体含义。
41.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
42.实施例
43.本实施例提供一种换热结构及其系统；请参照图1
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图7，图1为本实施例提供的换热结构的结构示意图，图2
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图6为本实施例提供的多层板组成的流道结构的相关结构示意图，其中，图2为换热结构的爆炸图，图3为流道结构的爆炸图，图4为流道结构的原材料板的结构示意图，图5和图6分别为图4所示的流道结构的原材料板在不同位置裁切以形成第一流道板和第二流道板的结构示意图；图7为本实施例提供的采用换热翅片的流道结构的结构示意图。
44.本实施例提供的换热结构，用于纯电动汽车和混合动力汽车等车辆的电池的冷却或者加热，尤其用于新能源车锂电池的冷却或者加热。
45.参见图1
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图7所示，该换热结构，包括第一层板100、流道边界板300和第二层板200；流道边界板300设置有容纳流道结构400的板体空腔310。
46.流道边界板300的顶面与第一层板100固定连接，流道边界板300的底面与第二层板200固定连接，且第一层板100、流道边界板300和第二层板200形成密闭的板体空腔310；流道结构400在密闭的板体空腔310中构成内部换热介质流动的回路。
47.第一层板100或第二层板200上设置有与板体空腔310连通的进口管500，第一层板100或第二层板200上设置有与板体空腔310连通的出口管600。通过进口管500和出口管600，以使换热介质从进口管500流入板体空腔310，并从出口管600流出。
48.第一层板100、流道边界板300和第二层板200均为板状结构。通过采用板状结构的第一层板100、流道边界板300和第二层板200，以便于针对不同的电池结构，第一层板100、流道边界板300和第二层板200可以快速加工。现有技术中，第一层板100或者第二层板200通常由模具冲压形成具有空腔的结构，针对不同型号、不同尺寸的电池结构，需要重新开模，费时费力，成本也较高；本实施例中所述换热结构，通过第一层板100、流道边界板300、第二层板200和流道结构400，很好的规避了配合新电池产品需要重新开模的问题，能够快速制样、降低成本、节约时间。
49.本实施例所述的顶面是相对于底面而言，并非是绝对的顶部与底部的关系。
50.本实施例中所述换热结构，包括第一层板100、流道边界板300、第二层板200和设置在流道边界板300内的流道结构400；其第一层板100、流道边界板300和第二层板200均为板状结构，针对不同电池产品的结构，第一层板100、流道边界板300和第二层板200均可通过冲压、切割等方式快速成型，其板内流道结构400可也快速备料；相对于传统的换热结构需要重新开发冲压形成板体空腔310的模具，该换热结构能够快速制样，极大缩短了开发周期，还在一定程度上降低了成本。
51.参见图7所示，本实施例的可选方案中，流道结构400采用翅片结构。通过采用翅片结构的流道结构400，以提高换热介质在板体空腔310内的换热效率。
52.本实施例的可选方案中，翅片结构采用滚齿机直接加工而成。针对不同型号、不同尺寸的电池结构，也即电池产品结构发生变更，其流道边界板300的板体空腔310随之发生变更，只需要沿着板体空腔310重新切割翅片即可，有利于提前备料，极大节约了时间和成本。
53.参见图2
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图6所示，本实施例的可选方案中，流道结构400包括至少一个第一流道板410和至少一个第二流道板420。
54.第一流道板410和第二流道板420均包括多个流道板边条部430和多个流道板边条部430形成的多个流道板通槽区440；可选地，多个流道板边条部430呈阵列分布，例如多个流道板边条部430呈网格状分布。
55.沿换热结构的厚度方向，第一流道板410和第二流道板420交替设置，且第一流道板410的流道板边条部430与第二流道板420的流道板边条部430交替设置，以形成类似翅片的结构，以使第一流道板410的流道板通槽区440和第二流道板420的流道板通槽区440更好地形成换热介质的流动通道，有助于换热介质在板体空腔310内流动，在一定程度上提高了换热效果。该流道结构400通过多层板堆叠而成，针对不同型号、不同尺寸的电池结构，也即电池产品结构发生变更时，其流道边界板300的板体空腔310随之发生变更，只需要裁剪相
应尺寸形状的第一流道板410和第二流道板420即可，有利于提前备料，极大节约了时间和成本。
56.参见图4
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图6所示，本实施例的可选方案中，第一流道板410和第二流道板420均为板状结构。通过采用板状结构的第一流道板410和第二流道板420，以能够降低流道结构400原材料的备料难度，以便于第一流道板410和第二流道板420加工，从而在一定程度上降低了流道结构400的成本，进而降低了换热结构的成本。
57.为了进一步降低流道结构400原材料的备料难度，参见图4
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图6所示，本实施例的可选方案中，第一流道板410和第二流道板420采用同一种板裁切不同位置而成。通过采用同一种板裁切不同位置而形成第一流道板410和第二流道板420，以进一步降低流道结构400原材料的备料难度，从而在一定程度上进一步降低了流道结构400的成本和生产周期，进而降低了换热结构的成本和生产周期。
58.如图5所示，沿着流道结构的原材料板700的虚线即可裁剪出第一流道板410；如图6所示，沿着流道结构的原材料板700的虚线即可裁剪出第二流道板420。
59.本实施例的可选方案中，流道结构400的厚度与流道边界板300的厚度相同。通过采用相同厚度的流道结构400与流道边界板300，以使流道结构400能够更加牢固的固定在板体空腔310内，有助于确保换热介质的换热效率。
60.本实施例的可选方案中，第一层板100与流道边界板300通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接；还可以采用其他方式固定连接。通过采用上述方式固定连接第一层板100与流道边界板300，以简化换热结构的加工方式，以缩短换热结构的加工周期，还在一定程度上降低了加工成本。
61.本实施例的可选方案中，第二层板200与流道边界板300通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接；还可以采用其他方式固定连接。通过采用上述方式固定连接第二层板200与流道边界板300，以简化换热结构的加工方式，以缩短换热结构的加工周期，还在一定程度上降低了加工成本。
62.本实施例的可选方案中，第一层板100和/或第二层板200分别与流道结构400通过激光焊接、钎焊、粘接或者螺钉连接的方式固定连接；还可以采用其他方式固定连接。通过采用上述方式分别固定连接第一层板100和/或第二层板200与流道结构400，以简化换热结构的加工方式，以缩短换热结构的加工周期，还在一定程度上降低了加工成本。其中，第一层板100和/或第二层板200分别与流道结构400，可以理解为，第一层板100与流道结构400，或者第二层板200与流道结构400，或者第一层板100和第二层板200分别与流道结构400。
63.本实施例的可选方案中，第一层板100、流道边界板300和第二层板200均采用落料模具切割或者激光切割等加工方式一次成型。采用落料模具切割或者激光切割等加工方式一次成型第一层板100、流道边界板300和第二层板200，既节约了成本，又节约了时间，以使换热结构能够快速制样，缩短开发周期，以及在一定程度上降低开发成本。
64.本实施例还提供一种换热系统，包括上述的换热结构。该换热系统例如还包括驱动换热结构内换热介质流动的驱动装置等。该换热系统的换热结构，针对不同电池产品的结构，第一层板100、流道边界板300和第二层板200均可通过冲压、切割等方式快速成型，其板内流道结构400可也快速备料；相对于传统的换热结构需要重新开发冲压形成板体空腔310的模具，该换热结构能够快速制样，极大缩短了开发周期，还在一定程度上降低了成本。
65.本实施例提供的换热系统，包括上述的换热结构，上述所公开的换热结构的技术特征也适用于该换热系统，上述已公开的换热结构的技术特征不再重复描述。本实施例中所述换热系统具有上述换热结构的优点，上述所公开的所述换热结构的优点在此不再重复描述。
66.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。