一种液冷机组的制作方法

1.本技术涉及液冷设备技术领域，更为具体地，涉及一种液冷机组。


背景技术：

2.为了增强电池的供电性能，一般由多个电池串联或并联构成电池组进行使用。但多个电池同时通电，会产生发热现象，尤其在高温环境下，发热现象更为严重，可能会造成电池过热燃烧甚至爆炸，存在严重的安全隐患。
3.水冷降温通过水流均匀稳定地带走电池的热量，是一种常用的降温方式。但目前的水冷结构一般占用空间较大，且降温效率不高。因此亟需一种降温效率高的水冷装置。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种液冷机组，能够提供多种降温方式，并将不同的降温设备并联连接，提高了液冷机组的降温效率。
5.本技术实施例提供了一种液冷机组，包括：第一分流集流器、第二集流分流器、板式换热器、散热器、加热器；所述板式换热器、所述散热器、所述加热器并联于所述第一分流集流器的分流端和第二分流集流器的集流端之间；所述第一分流集流器的分流端用于向所述板式换热器、所述散热器、所述加热器中至少一个输出流体；所述板式换热器和所述散热器用于对所述流体进行降温，所述加热器用于对所述流体进行加热；所述第二分流集流器的集流端用于接收所述板式换热器、所述散热器、所述加热器中至少一个输出的所述流体，所述第二分流集流器的分流端用于将所述流体输出至电池，以对所述电池进行热管理；所述第一分流集流器的集流端用于接收对所述电池进行热管理后的所述流体。
6.需要说明的是，上述热管理指的是通过流体对电池进行降温或加热。
7.在一些实施例中，所述液冷机组还包括压缩机、冷凝器、散热风机；所述压缩机、所述冷凝器、所述板式换热器及所述散热风机用于对制冷剂进行降温；其中，与所述压缩机、所述散热器、所述冷凝器、所述板式换热器连接的制冷剂管路一体化焊接。
8.上述实施方式，压缩机、冷凝器、散热器以及板式换热器使用一体化焊接成型的制冷剂管路连接，形成一体化的压缩机制冷模块，减少了制冷剂管路和其他零部件的装配数量，提高了液冷机组的安装效率。
9.在一些实施例中，所述液冷机组还包括流体箱，所述流体箱为闭式流体箱，用于向所述第二分流集流器提供流体。
10.应理解，本技术的流体箱也可称为水箱，本技术对此名称不作限定。
11.上述实施方式，流体箱通过第二分流集流器向管路中提供冷却液，采用闭式流体箱可以确保冷却液系统运行时密封，有利于保证冷却液洁净、稳定和长效性。
12.在一些实施例中，所述液冷机组还包括水泵，所述水泵用于将所述流体输出至所述电池。
13.在一些实施例中，所述水泵为无刷直流水泵，由于无刷直流水泵没有碳刷摩擦，所
以不产生火花，其效率高、低功耗、比有刷电机寿命长、噪音低。
14.在一些实施例中，所述加热器的数量为多个。
15.上述实施方式，可以根据实际需求，设置加热器的数量。例如，当电池处于环境温度较低的环境，可以设置多个加热器，并联于第一分流集流器与第二分流集流器之间，共同对电池加热，从而提高液冷机组的制热效率。
16.在一些实施例中，所述板式换热器、所述散热器、所述加热器通过橡胶软管与所述第一分流集流器和所述第二分流集流器连接。
17.需要说明的是，液冷机组内的板式换热器、散热器、加热器、流体箱、水泵、第一分流集流器以及第二分流集流器之间连接的管路均为橡胶软管连接，构成液冷机组的冷却液回路。
18.上述实施方式，可以根据电池热管理的实际需求连接相应数量的加热器和水泵，增加了液冷机组中零部件安装的灵活性。
19.在一些实施例中，所述第一分流集流器和所述第二分流集流器上均设置常闭性排水阀，用于对与所述第一分流集流器和所述第二分流集流器的连接管路进行排水和排气。
20.在一些实施例中，所述第一分流集流器与所述第二分流集流器均一体化焊接成型。
21.在一些实施例中，当环境温度低于第一阈值时，开启所述散热风机以对所述散热器内部的所述流体进行降温。
22.应理解，开启散热风机是为了使散热风机对散热器内部的冷却液进行降温冷却从而对电池进行降温。默认情况下，水泵是开启状态才会对冷却液进行降温。散热风机和水泵共同工作的电耗功率远小于压缩机制冷模块。一般散热风机和水泵的功率在百瓦级，而压缩机制冷模块的电功率都大于千瓦级别以上。因此，开启散热风机和水泵进行降温可以降低液冷机组的功耗。
23.上述实施方式，当外界空气温度比冷却液回路的冷却液温度低时，例如环境温度低于一定阈值时，可以强制开启散热器和水泵，利用散热风机通风，对冷却液进行冷却或降温，辅助系统进行冷却，降低机组功耗。
24.本技术的实施例中，通过板式换热器、散热器、加热器间的并联结构设计，液冷机组可以根据电池对热管理的需求选择不同的设备工作。进一步地，还可以通过板式换热器和散热器支路对电池进行共同降温，提高了液冷机组的降温效率。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
26.图1为本技术一些实施例提供的液冷机组的框图示意图；
27.图2为本技术一些实施例提供的液冷机组的冷却液回路的连接示意图；
28.图3为本技术一些实施例提供的液冷机组的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
30.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
31.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
32.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
33.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
34.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
35.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
36.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。
37.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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技术实施例中的具体含义。
38.电池的使用通常是由多个电池串联或并联构成电池组进行使用，以增强电池的供电性能，箱式电池更是容量超大。但是当多个电池同时通电时，会产生发热现象，电池组的种种发热现象更为严重，可能造成电池过热燃烧甚至爆炸，存在严重的安全隐患，影响电池的使用寿命。现有对电池的降温方式一般可分为两种。风冷降温方式主要依靠外界冷空气带走电池表面的热量从而对电池进行冷却降温，该过程受气流风速等许多不确定因素影响，容易造成散热不均，制冷制热效率低。水冷降温方式是通过水流带走电池的热量从而对电池进行冷却降温，这种方式的稳定性高，但当前的水冷结构或系统普遍存在空间占用大，降温效率不高的问题，并且对于零件式液冷机组而言，其部件需要到电站现场安装和连接，
增加了现场安装维护的难度以及成本。
39.针对上述问题，本技术实施例提供了一种液冷机组，将其所有零部件集成于一体机组内，解决了由于现有水冷结构占用空间大引起的冷温泄露问题，从而提高了电池组的散热效率；此外，一体化的液冷机组免于现场安装，降低现场安装维护的难度和成本。本技术提供的液冷机组适用于各种电池或电池组的热管理，可将电池或电池组的温度控制在合理范围内。
40.图1是本技术实施例提供的一种液冷机组100的结构图，用于对电池200进行热管理。该液冷机组100包括第一分流集流器11、第二分流集流器12，板式换热器13，散热器14，加热器15；板式换热器13、散热器14、加热器15并联于第一分流集流器11的分流端与第二分流集流器12的集流端之间；第一分流集流器11的分流端用于向板式换热器13、散热器14、加热器15中至少一个输出流体；板式换热器13和散热器14用于对流体进行降温，加热器15用于对流体进行加热；第二分流集流器12的集流端用于接收板式换热器13、散热器14、加热器15中至少一个输出的流体，第二分流集流器12的分流端用于将流体输出至电池200，以对电池200进行热管理；第一分流集流器11的集流端用于接收对电池200进行热管理后的流体。
41.上述第一分流集流器11和第二分流集流器12也可称为分流集流阀。其中，分流阀的作用是使液压系统中由同一个油源向两个以上执行元件供应相同的流量(等量分流)，或按一定比例向两个执行元件供应流量(比例分流)，以实现两个执行元件的速度保持同步或定比关系。集流阀的作用是从两个执行元件收集等流量或按比例的回油量，以实现其间的速度同步或定比关系。分流集流阀则兼有分流阀和集流阀的功能。
42.板式换热器13是用薄金属板压制成具有一定波纹形状的换热板片，然后叠装，用夹板、螺栓紧固而成的一种换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过半片进行热量交换。工作流体在两块板片间形成的窄小而曲折的通道中流过。冷热流体依次通过流道，中间有一隔层板片将流体分开，并通过此板片进行换热。
43.散热器14采用铝材质的平行流管片式结构，行流内部流体流通，其平行流道采用口琴管结构设计，表面钎焊薄翅片，可以增加散热面积。
44.应理解，本技术实施例中的热管理指的是通过流体对电池200进行降温或加热。
45.通过该实施方式，液冷机组100内部的板式换热器13、散热器14、加热器15并联结构设计，可以根据电池200对制热或制冷的不同需求选择不同的支路工作。进一步地，还可以通过板式换热器13和散热器14支路对电池进行共同降温，从而提高液冷机组100的降温效率。
46.在一些实施例中，液冷机组100还包括压缩机16、压缩机17和散热风机18，压缩机16、压缩机17、散热风机18和板式换热器用于对制冷剂进行降温，其中，与压缩机16、压缩机17、以及板式换热器13连接的制冷剂管道19一体化焊接。
47.其中，压缩机17，是将低压气体提升为高压的一种从动的流体机械，是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂液体，为制冷循环提供动力。压缩机17能把气体或蒸气转变成液体，将管子中的热量，以很快的方式，传到管子附近的空气中。
48.需要说明的是，压缩机16、压缩机17、散热风机18、板式换热器13、制冷剂管道19构成本技术实施例中液冷机组100的压缩机制冷模块110。
49.上述实施方式中，制冷剂管路通过一体化焊接工艺成型，减少了制冷剂管路20与压缩机制冷模块110中多个零部件的装配数量，降低了液冷机组100现场安装和维护的难度。
50.还需要说明的是，本技术实施例中液冷机组100的压缩机制冷模块110中的制冷剂管道19中流通的液体是制冷剂。液冷机组100中除压缩机制冷模块110内部的管路，其他管路流通的液体为冷却液。
51.还需要说明的是，散热器14、散热风机18及其配套的冷却液管道构成本技术实施例中液冷机组10的散热器制冷模块120；第一分流集流器11、第二分流集流器12和加热器15构成本技术实施例中液冷机组100的制热及冷却液管路模块130。
52.在一些实施例中，液冷机组还包括流体箱20，该流体箱为闭式流体箱，用于向第二分流集流器12提供流体。
53.应理解，流体箱20也可被称为水箱，用于存储流体。在本技术实施例中，流体指冷却液。
54.上述实施方式中，流体箱20可为闭式流体箱，能够确保冷却液系统运营时密封，有利于保证冷却液洁净、稳定和长效性。
55.进一步地，流体箱20可以为闭式膨胀流体箱，这种膨胀流体箱可以缓冲系统里面的压力波动，也可起到卸荷的作用。如果系统里面的水压有所变化时，其自动膨胀收缩功能，会感应到水压的变化，然后起到缓冲的作用。膨胀流体箱可以使水压维持稳定，控制水泵不因压力而改变。
56.在一些实施例中，液冷机组100还包括水泵21，用于将流体输出至电池200，以对电池200进行降温或加热。
57.在一些实施例中，液冷机组100的水泵21数量为多个。
58.例如，如图1所示的液冷机组100中包括5个水泵，该5个水泵并联连接于第二分流集流器12，且每个水泵连接一个电池200，从而对其连接的电池200进行降温或加热。
59.在一些实施例中，水泵21为无刷直流型水泵，由于无刷直流型水泵没有碳刷摩擦，所以不产生火花，其效率高、低功耗、比有刷电机寿命长、噪音低。
60.需要说明的是，水泵21是整个冷却液循环系统的动力源，其可以控制出口流量，确保外围冷却对象(电池、电池包、电池箱体等)有足够的冷却液流量，以及确保供给流量的一致性。
61.在一些实施例中，水泵21为可以脉冲宽度调制(pulse width modulation,pmw)变频调节的水泵，有利于根据外围管路系统对冷却液对象的不同工况需求，调节输出不同冷却液流量。
62.在本技术实施例中，水泵21的数量可以根据外围电池200的数量进行选择配置，以方便兼顾各种客户系统的需求。例如，客户需求给4个电池200进行冷却或加热时，可将液冷机组100中水泵21数量设置为4。当然，水泵21的数量也可以作冗余设计。例如，客户需求给4个电池200进行冷却或加热时，可将液冷机组100的水泵水量设置为5，此时仅需要将第五路水泵关闭，并用堵头管路封堵该水路，待后期若某路水泵发生故障时，转接至第五路水泵即可快速恢复使用，从而无需更换新的机组。
63.在一些实施例中，板式换热器13、散热器14、加热器15通过橡胶软管与第一分流集
流器11和第二分流集流器12连接。
64.在一些实施例中，水泵21也是通过橡胶软管与第二分流集流器12和电池200连接。
65.在一些实施例中，第一分流集流器11和所述第二分流集流器12上均设置常闭性排水阀，用于对与第一分流集流器和第二分流集流器的连接管路进行排水和排气。
66.在首次注液或售后维护时补液时，若液冷机组100内部管路存在气泡，会影响液冷机组100内部冷却液流动的稳定性和水压采样的稳定性，通过在第一分流集流器11和第二分流集流器12设置常闭性排气阀，对液冷机组100内部管路进行排水和排气。
67.在一些实施例中，第一分流集流器11与所述第二分流集流器12均一体化焊接成型。
68.在一些实施例中，当环境温度低于第一阈值时，开启散热风机18，以对散热器14内部的流体进行降温。
69.应理解，当液冷机组100在温度低于一定阈值环境中工作时，例如15℃，可以利用散热器制冷模块120为冷却液降温，进而实现对电池200的降温和冷却。使用散热器制冷模块120降温的具体方式是开启散热风机18和水泵21，利用散热风机18通风，对散热器行流内部的冷却液进行降温冷却。其中，散热器制冷模块120既可以单独工作，也可以作为辅助方式与制冷剂制冷模块130共同工作为电池100降温，本技术对此不作限定。
70.上述实施方式中，使用散热风机18和水泵21共同降温的电耗功率远小于压缩机制冷模块110。一般散热器和水泵的功率在百瓦级，而压缩机制冷模块110的电功率都大于千瓦级别以上，因此，可以利用散热器制冷模块120降低液冷机组100的功耗。
71.为了便于理解本技术实施例液冷机组的冷却液流向，图2示出了本技术实施例提供的液冷机组10的冷却液回路。图2中所有的连接管路均为冷却液管路，箭头为冷却液的流动方向。
72.在一些实施例中，加热器15的数量为多个。
73.通过该实施方式，可以根据实际需求，设置加热器15的数量。例如，当电池处于温度较低的环境，可以设置多个加热器15，并联于第一分流集流器11与第二分流集流器12之间，共同对电池200加热，从而提高液冷机组100的制热效率。
74.示例性的，如图2所示的液冷机组100中的加热器15数目为2，并联连接于第一分流集流器11与第二分流集流器12之间。因此，第一分流集流器11包括四个分流端口。进而可以得出，当加热器数目为3时，第一分流集流器11包括五个分流端口。第一集流分流器的分流端口可以根据需求设定或制造。
75.为了便于理解液冷机组100中制冷及冷却液管路的工作流程，通过以下实施例进行举例介绍。
76.在一些实施例中，当电池100的温度高于某一阈值时，为了避免电池10发生热失控，需要对电池200进行降温。此时，将该电池对应的水泵21打开，流体箱20向第二分流集流器12提供冷却液，冷却液从水泵21流出至该电池200从而对该电池200进行降温。对电池200进行降温后的冷却液通过液冷机组100外部的冷却液管道300流入至第一分流集流器11。此时判断外界温度是否小于第一阈值，当外界温度小于第一阈值时，第一分流集流器11将冷却液输出至板式换热器13和散热器14，并打开散热风机18。其中，在板式换热器支路，由板式换热器13对流经的冷却液进行降温；在散热器支路，由散热风机18对散热器14行流内部
的冷却液进行降温，然后将降温后的冷却液输送至第二分流集流器12，以继续为电池200进行循环降温。当外界温度不小于第一阈值时，第一分流集流器11仅将冷却液输出至板式换热器13。
77.在一些实施例中，当电池200的温度低于某一阈值时，例如，电池10的温度低于冷却液温度时，需要对电池200进行加热。此时，将该电池对应的水泵21打开，流体箱20向第二分流集流器12提供冷却液，冷却液从水泵21流出至该电池200从而对该电池200进行加热。对电池200进行加热后的冷却液通过液冷机组100外部的冷却液管道300流入至第一分流集流器11。第一分流集流器11将冷却液输出加热器15，由加热器15对冷却液进行加热，然后将加热后的冷却液输送至第二分流集流器12，以继续为电池10进行循环加热。
78.需要说明的是，在对电池200进行加热时，第一分流集流器11可以根据实际工况需求将冷却液输出至一个加热器15或多个加热器15，本技术对此不作限定。
79.图3示出了本技术实施例的一种液冷机组100的结构示意图。
80.在一些实施例中，液冷机组100内部零件的装配方式如图3所示，该液冷机组100的所有零件被固定在钣金框架22内部，该钣金框架上设置叉车口23，便于运输或搬运该液冷机组100至应用现场。
81.在一些实施例中，液冷机组100内部可分为三层，最上层固定散热器14、压缩机17,、流体箱20、散热风机18；中间层固定板式换热器13和压缩机16；最底层固定第一分流集流器11、第二分流集流器12、加热器15和水泵21。
82.其中，将流体箱20设置在液冷机组100内部的最高层，有利于提升水压。
83.在其他实施例中，以上所有零件的固定位置仅作为示例，实际中固定的位置和方式均可以根据工况或客户需求重新设置，本技术对此不作限定。
84.上述实施方式中，将对电池200进行降温或加热的所有零部件组成集成式的一体液冷机组100，克服了传统采用分体式室内室外机设计方案带来的管路复杂、降温效率低等问题，还避免了零件式液冷机组占用空间大，现场安装与维护成本高的问题，进一步地，有利于控制液冷机组100的批量生产，具有产业上的利用价值。
85.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。