一种局部导热温度可调节液冷板的制作方法

1.本实用新型涉及一种液冷板，具体为一种局部导热温度可调节液冷板，属于储能电池散热技术领域。


背景技术：

2.随着能源危机和环境污染问题日益严重，国家制定了一系列节能减排措施。此外，国家还重点发展水能、核能、潮汐能、太阳能和风能等新型能源，用以替代传统能源，这就需要巨大的储能电站与之配套。
3.储能电池在充放电过程中，锂离子电池内部会产生热量，这些热量会使得电池的温度升高，由于电池包中的电芯模组都是同时充放电，所以电芯的温度差异将影响到不同电芯的化学反应速率，轻则影响充放电效率，时间长了将极大影响电芯寿命。因此需要电池管理系统对电芯模组进行温度监控。
4.电池的热管理系统就是对电池模组温度进行实时监控，电池管理系统与电芯之间通过温度及电压采集线束连接，从而获取电芯的温度及电压情况。其要求整个电池模组在各种高温或低温等极端恶劣工况时均能够保持在15℃-40℃的正常工作温度。而当电池模组的温度超出其正常的温度范围时，就需要我们采取措施对电池模组进行加热或者散热，使其回归正常工作温度的范围内。
5.目前常用的散热方式有风冷散热与液冷散热。
6.风冷散热以空气作为传热介质。又分为被动式的自然对流冷却和主动式的强制对流冷却两种。自然对流冷却不借助任何冷却装置，仅仅依靠自然风被动地将电池中产生的热量带走。这种冷却方法结构最为简单，成本最低，但是换热能力最差，往往无法满足散热效果。强制对流冷却方式则是需要借助外部冷却装置如空调或者风扇来主动对电池进行换热，其冷却效果要明显强于自然对流冷却，因此目前市场上广泛采用的是强制对流冷却方式。
7.液冷式散热采用的是热导率比较高的液体作为介质。常用的液体介质包括水、煤油、乙二醇水溶液等。其散热方式主要分为两种，一种是直接接触式，即直接把电池沉浸在绝缘且同时又具有较高热导率的冷却液中，冷却液直接与电池接触从而吸收电池所产生的热量，这种方式由于效率较低且安全性较差，应用较少；另一种是间接接触式，即在导管(用于圆柱形电池)或者冷板(用于方形电池)中开出流道来让冷却液流过，而后将导管或者冷板与电池直接接触并通过热传导来对电池进行散热，间接接触式液冷系统因其具有布置方便、散热效果好的优点，在工程应用比较多。
8.但随着行业的发展，液冷散热将成为主流散热方式，有以下两个原因：首先风冷散热量有限，当电芯发热倍率小于两倍率时，风冷可以满足要求，当发电倍率超过2c时，空冷已经无法满足要求。此外随着大电芯大容量电站储能要求，空冷散热的风道，维修通道极大占据集装箱空间，采用液冷散热可以取消以上通道，将电芯密集排列，极大增加电池包容量，满足大容量电站设计要求。
9.而现有技术中：
10.由以上可知，目前的液冷电池包通常在电池模组下方设置液冷板，液冷板中间设计流体通道，液体流过通道从而将电芯的热流带出电池包。为了散热均匀通常将流道设计成不同的形状，通过机加工方式将流道做在液冷板中，因此设计之初是假设每个电芯发热量是一样的。但实际上每个电芯发热情况是存在差异的，并且随着电芯不断充放电，其温度差异更加明显，但此时液冷板已经固定，即使存在温度差异也无法改变。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的就在于为了解决问题而提供一种局部导热温度可调节液冷板，即使液冷板已经做好，但在使用过程中发现电芯温度分布不均匀，依然可以对电芯温度进行调整，从而使电芯模组保持在一个均匀的温度范围内，从而提高电芯的使用寿命。
12.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种局部导热温度可调节液冷板，包括
13.液冷板，其内部中空并呈方形状，且其上板面堆放有由若干个电芯构成的电芯模组；
14.液冷管道，其由四条并行的管道构成，并安置在所述液冷板的空腔内；
15.所述液冷管道位于液冷板同一侧的两端分别连接有用于向所述液冷管道的一端通入水流液体的进水组件和用于将从所述液冷管道另一端流出的水流液体进行汇流导出的出水组件，且所述液冷管道与进水组件的连接端安装有调速阀组件。
16.作为本实用新型再进一步的方案：所述液冷板可设置有多个，并呈水平放置或侧立放置。
17.作为本实用新型再进一步的方案：所述调速阀组件包括分别与液冷管道的四条并行管道进行连接的调速阀一、调速阀二、调速阀三以及调速阀四，且调速阀组件与电芯模组的电芯管理模块采取线束连接。
18.作为本实用新型再进一步的方案：所述调速阀一、调速阀二、调速阀三以及调速阀四由内而外依次设置，且各个调速阀由内而外依次以梯度式降低调速阀控制的流体速度。
19.作为本实用新型再进一步的方案：所述进水组件由分流槽以及在所述分流槽中间开设的液冷板进水口构成，且所述液冷管道四条管道的进水端螺纹连接安装有铜管接头，铜管接头与分流槽焊接为一体。
20.作为本实用新型再进一步的方案：所述出水组件由汇流槽以及在所述汇流槽中间开设的液冷板出水口构成，且所述液冷管道四条管道的出水端螺纹连接铜管接头，铜管接头与汇流槽焊接为一体。
21.本实用新型的有益效果是：
22.1、可以在电池包使用过程中发现电芯温差较大时，对不同区域电芯散热情况进行调整，从而降低电芯之间温差；
23.2、调速阀与电池管理系统连接，当电池管理系统发现温差较大时，立刻进行调节，无需人工操作，属于自动管理模式；
24.3、液冷板调节方法可以有效弥补液冷管道设计不充分造成的散热不均问题，同时彻底取代错综复杂的液路设计方式，采用均匀的管路设计加流速控制的方法，降低设计及
制作成本；
25.4、调速液冷板结构可主要应用于调节电芯模组温差，通过水平放置或侧立放置以及流道的变化，可对使用过程中的电芯模组进行全方位温度均衡，无需修改液流通道，无需更换液冷板，对储能电池的发展具有极大意义。
附图说明
26.图1为本实用新型正视结构示意图；
27.图2为本实用新型立体结构示意图；
28.图3为本实用新型放置在电芯底部结构示意图；
29.图4为本实用新型透视结构示意图；
30.图5为本实用新型放置在电芯侧部结构示意图；
31.图中：1、液冷板，2、液冷管道，3、分流槽，4、液冷板进水口，5、调速阀一，6、调速阀二，7、调速阀三，8、调速阀四，9、汇流槽，10、液冷板出水口，11、电芯模组。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.实施例一
34.请参阅图1～3，一种局部导热温度可调节液冷板，包括
35.液冷板1，其内部中空并呈方形状，且其上板面堆放有由若干个电芯构成的电芯模组11；
36.液冷管道2，其由四条并行的管道构成，并安置在所述液冷板1的空腔内；
37.所述液冷管道2位于液冷板1同一侧的两端分别连接有用于向所述液冷管道2的一端通入水流液体的进水组件和用于将从所述液冷管道2另一端流出的水流液体进行汇流导出的出水组件，且所述液冷管道2与进水组件的连接端安装有调速阀组件。
38.在本实用新型实施例中，所述液冷板1可设置有多个，并呈水平放置或侧立放置，可对使用过程中的电芯模组进行全方位温度均衡。
39.在本实用新型实施例中，所述调速阀组件包括分别与液冷管道2的四条并行管道进行连接的调速阀一5、调速阀二6、调速阀三7以及调速阀四8，且调速阀组件与电芯模组11的电芯管理模块采取线束连接，即调速阀组件对水流调节为电路自动控制，当电池管理系统采集到某区域温度较高时，将信号反馈给所有调速阀，靠近区域调速阀立刻增大流速，提高热传导效率，远离区域调速阀立刻减小流速，减弱热传导效率，从而达到均衡温差目的。
40.在本实用新型实施例中，所述调速阀一5、调速阀二6、调速阀三7以及调速阀四8由内而外依次设置，且各个调速阀由内而外依次以梯度式降低调速阀控制的流体速度，可以增大内部电芯热量传导，减缓外部电芯热量传导，从而减小内外部电芯之间的温度差异。
41.在本实用新型实施例中，所述进水组件由分流槽3以及在所述分流槽3中间开设的液冷板进水口4构成，且所述液冷管道2四条管道的进水端螺纹连接安装有铜管接头，铜管
接头与分流槽3焊接为一体，以能够将进水口的液体分流至不同管道中。
42.在本实用新型实施例中，所述出水组件由汇流槽9以及在所述汇流槽9中间开设的液冷板出水口10构成，且所述液冷管道2四条管道的出水端螺纹连接铜管接头，铜管接头与汇流槽9焊接为一体，将不同管道的液体汇流至出水口进行排出。
43.实施例二
44.请参阅图4～5，一种局部导热温度可调节液冷板，为了增大电芯的散热量也可以在电芯模组侧边设置水冷板，由于电芯极片、极柱为主要发热部件，所以对于电芯其上部发热量大于下部发热量，水冷管道水平直线型，当上部电芯发热量增大时，即可增大上部调速阀控制的流量，减小下部调速阀控制的流量，中间调速阀控制流量按梯度调节，这样可以增大上部电芯热量传导，减缓下部电芯热量传导，从而减小单个电芯之间的温度差异
45.工作原理：在液冷板不同流道口设置调速阀，通过调节不同区域的水流量达到调节该区域电芯散热的目的。
46.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
47.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。