冷板组件、液冷系统、电池装置及用电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种冷板组件、液冷系统、电池装置及用电装置。


背景技术：

2.目前，市场上通常使用内置空腔的冷板对电芯进行散热，然而，在面对高倍率快充的电芯时，产热成倍增加，冷板对电芯的冷却满足不了电芯的散热需求，因此，常常发生电芯降温不及时而膨胀挤压冷板，造成冷板及电芯的损伤。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供了一种冷板组件，能够在电芯发生膨胀挤压冷板时，避免造成冷板及电芯的损伤。
4.本实用新型的第二个目的是提供了一种液冷系统。
5.本实用新型的第三个目的是提供了一种电池装置。
6.本实用新型的第四个目的是提供了一种用电装置。
7.为实现上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.本实用新型提供了一种冷板组件，包括：
9.内冷板，所述内冷板围设有供冷却介质流通的冷却通道；
10.外冷板，所述外冷板套装在所述内冷板外，且与所述内冷板围设为缓冲腔，所述缓冲腔内填充有导热材料，所述外冷板具有用于贴合并冷却电芯的冷却部；
11.置于所述缓冲腔内的第一支撑筋，所述第一支撑筋的两端分别与所述内冷板及所述外冷板连接。
12.在一个具体的实施方案中，所述第一支撑筋为斜筋。
13.在另一个具体的实施方案中，所述冷却部的个数至少为1个，且1个所述冷却部至少连接1个所述第一支撑筋，且当连接该所述冷却部的第一支撑筋的个数至少为2个时，至少2个所述第一支撑筋关于该所述冷却部的对称线对称分布。
14.在另一个具体的实施方案中，所述冷却部的对称线为所述冷却部沿着平行所述外冷板的长度方向的对称线。
15.在另一个具体的实施方案中，所述第一支撑筋沿着所述外冷板的长度方向设置，且所述第一支撑筋的长度小于所述外冷板的长度，所述第一支撑筋将所述缓冲腔分隔为多个至少一端连通的子缓冲腔；
16.各个所述子缓冲腔内分别填充有所述导热材料，所述导热材料为相变材料或者弹性材料；
17.所述子缓冲腔预留有用于供所述导热材料变形使用的预留空腔。
18.在另一个具体的实施方案中，所述冷却部的个数为2个，且分别位于所述内冷板的两侧。
19.在另一个具体的实施方案中，所述冷板组件还包括第二支撑筋；
20.所述第二支撑筋设置在所述冷却通道内，用于支撑所述冷却通道。
21.在另一个具体的实施方案中，所述第二支撑筋与所述冷却部垂直设置。
22.在另一个具体的实施方案中，所述第二支撑筋沿着所述冷却通道的长度方向延伸设置，并将所述冷却通道分隔为至少2个两端均连通的子冷却通道。
23.在另一个具体的实施方案中，所述第二支撑筋与所述第一支撑筋关于所述内冷板错落设置。
24.根据本实用新型的各个实施方案可以根据需要任意组合，这些组合之后所得的实施方案也在本实用新型范围内，是本实用新型具体实施方式的一部分。
25.从上述技术方案可以看出，本实用新型提供冷板组件，由于内冷板围设有供冷却介质流通的冷却通道，外冷板套装在内冷板外，且与内冷板之间填充有导热材料，因此，电芯能够通过冷却部将热量传递给整个外冷板，外冷板经过导热材料将热量传递给内冷板，内冷板将热量传递至冷却通道内流经的冷却介质内进行散热，从而实现电芯的散热。
26.由于缓冲腔内安装有第一支撑筋，实现了对外冷板的支撑，当电芯膨胀时，挤压外冷板的冷却部，由于外冷板与内冷板围设为缓冲腔，即外冷板与内冷板具有一定的距离，因此，使得外冷板能够向靠近内冷板的方向发生形变，给电芯的膨胀提供了可压缩的空间。即本实用新型通过冷板组件实现了在电芯发生膨胀挤压冷板组件时，避免造成冷板及电芯的损伤。
27.为实现上述第二个目的，本实用新型提供如下技术方案：
28.一种液冷系统，包括冷管、接头及如上述中任意一项所述的冷板组件；
29.所述冷板组件的个数至少为1个，且当所述冷板组件的个数至少为2个时，各个所述冷板组件沿着预设方向间隔至少1个所述电芯设置；
30.各个所述冷板组件上至少安装2个所述接头，所述接头贯穿所述外冷板及内冷板，以与所述冷却通道连通；
31.所述冷管包括进液冷管及出液冷管，所述进液冷管上依次设置有分别与各个所述冷板组件的进液端的接头连通的第一接口，所述出液冷管上依次设置有分别与各个所述冷板组件的出液端的接头连通的第二接口。
32.由于本实用新型提供的液冷系统包括上述任意一项中的冷板组件，因此，冷板组件所具有的有益效果均是本实用新型公开的液冷系统所包含的。
33.为实现上述第三个目的，本实用新型提供如下技术方案：
34.一种电池装置，包括：
35.电芯；
36.如上述任意一项所述的冷板组件，所述冷板组件的冷却部与所述电芯通过导热结构胶粘接；或者
37.如上述所述的液冷系统，所述电芯的个数为多个，所述液冷系统的相邻冷板组件之间至少安装1个所述电芯，且所述冷板组件的冷却部与所述电芯通过导热结构胶粘接。
38.在一个具体的实施方案中，所述电池装置还包括箱体；
39.所述箱体用于安装所述电芯及所述冷板组件或者所述液冷系统。
40.由于本实用新型提供的电池装置包括上述中的冷板组件或者液冷系统，因此，冷
板组件或者液冷系统所具有的有益效果均是本实用新型公开的电池装置所包含的。
41.为实现上述第四个目的，本实用新型提供如下技术方案：
42.一种用电装置，包括装置主体及如上述任一项所述的电池装置；
43.所述电池装置用于给所述装置主体供电。
44.由于本实用新型提供的用电装置包括上述中的电池装置，因此，电池装置所具有的有益效果均是本实用新型公开的用电装置所包含的。
附图说明
45.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出新颖性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
46.图1为本实用新型所提供的冷板组件未填充导热材料的主视结构示意图；
47.图2为本实用新型所提供的冷板组件填充导热材料后的主视结构示意图；
48.图3为本实用新型所提供的冷板组件的等轴测结构示意图；
49.图4为图3的局部放大结构示意图；
50.图5为本实用新型所提供的冷板组件沿着长度方向的局部剖视结构示意图；
51.图6为本实用新型所提供的冷板组件沿着高度方向剖切缓冲腔的剖视结构示意图；
52.图7为本实用新型所提供的冷板组件受力后内部导热材料变形的结构示意图；
53.图8为本实用新型所提供的冷板组件沿着高度方向剖切冷却通道的剖视结构示意图；
54.图9为本实用新型所提供的电池装置的结构示意图。
55.其中，图1-图9中：
56.冷板组件100、内冷板101、冷却通道101a、子冷却通道101a-1、外冷板102、缓冲腔102a、导热材料103、冷却部102b、第一支撑筋104、子缓冲腔102a-1、预留空腔102a-1a、第二支撑筋105、液冷系统1000、冷管200、接头300、进液冷管201、出液冷管202、电池装置10000、电芯2000。
具体实施方式
57.基于以上各种因素本实用新型的技术核心就是提供一种冷板组件，能够在电芯发生膨胀挤压冷板时，避免造成冷板及电芯的损伤。
58.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新颖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。
59.本文中，表示方位的词均是以图1中的方向进行的设定，仅为了表述的方便，并不具有其它特定含义，其中，长度方向是指图1中，沿着垂直纸面的方向，高度方向是指图1中的竖直方向，宽度方向是指图1中的水平方向。
60.请参阅图1-图9，本实用新型第一方面公开了一种冷板组件100，用于冷却电芯2000。具体地，如图2所示，冷板组件100包括内冷板101、外冷板102以及第一支撑筋104。
61.如图1所示，内冷板101围设有供冷却介质流通的冷却通道101a，具体地，内冷板101的形状不限，可以为任意形状，只要满足能够形成允许冷却介质流通的冷却通道101a即可。需要说明的是，冷却介质包括但不限于为冷却水等。
62.外冷板102套装在内冷板101外，且与内冷板101围设为缓冲腔102a，即外冷板102与内冷板101形成了夹层结构。需要说明的是，外冷板102及内冷板101沿着长度方向的两端可以分别通过可拆卸件进行封堵，使得缓冲腔102a及冷却通道101a的两端封闭，也可以在外冷板102及内冷板101沿着长度方向的两端焊接或者一体形成封堵件等。冷却通道101a的两端再单独连接接头300以实现冷却介质流通即可。
63.外冷板102具有用于贴合并冷却电芯2000的冷却部102b，可以理解地，冷却部102b是指外冷板102用于与电芯2000贴合的那部分。
64.需要说明的是，可以仅在外冷板102的一侧设置冷却部102b，通过外冷板102的一侧来冷却电芯2000；也可以在外冷板102的两侧分别设置冷却部102b，通过外冷板102的两侧来冷却电芯2000。可以理解地，外冷板102的一侧及两侧均是以图1中外冷板102的方向进行的限定，具体外冷板102的两侧是指图1中外冷板102的左右侧面，仅为了表述的方便，并不具有其它特定含义。
65.如图2所示，缓冲腔102a内填充有导热材料103。可以理解地，导热材料103同时接触外冷板102及内冷板101，以实现两者之间的导热，即导热材料103具有导热性能，此外，导热材料103还具有一定的变形能力，能够适应外冷板102受挤压时产生的变形。
66.冷板组件100使用时，将电芯2000与外冷板102的冷却部102b贴合，电芯2000工作发热，热量通过冷却部102b传递给整个外冷板102，外冷板102经过导热材料103将热量传递给内冷板101，内冷板101将热量传递至冷却通道101a内流经的冷却介质，随着冷却介质排出，从而实现电芯2000的散热。当电芯2000膨胀时，挤压外冷板102的冷却部102b，外冷板102向靠近内冷板101的方向凹陷，给电芯2000膨胀提供了可压缩的空间，避免了电芯2000及冷板组件100的损伤。
67.第一支撑筋104置于缓冲腔102a内，第一支撑筋104的两端分别与内冷板101及外冷板102连接，给外冷板102提供了支撑。
68.需要说明的是，外冷板102可以采用挤压变形后不可恢复的导热材质制成，也可以采用具有一定弹性能够在挤压变形后至少恢复一部分的导热材料制成，具体可以根据需要选择材质及厚度等。
69.在一些实施例中，第一支撑筋104为斜筋，相对于采用与外冷板102及内冷板101垂直的直筋来说，斜筋可以在给外冷板102一定的支撑力的基础上，便于电芯2000膨胀压缩外冷板102变形，也即当电芯2000膨胀的力足够大时，能够通过外冷板102压缩斜筋变形。
70.进一步地，本实用新型公开了第一支撑筋104与外冷板102所成夹角为30
°
，可以理解地，上述公开的第一支撑筋104与外冷板102呈30
°
倾斜设置仅是本实用新型的一个具体实施方式，在实际应用中，也可以设置第一支撑筋104与外冷板102为其它倾斜角度设置，当然，也可以设置第一支撑筋104与外冷板102垂直设置。
71.在一些实施例中，冷却部102b的个数至少为1个，且1个冷却部102b至少连接1个第
一支撑筋104，以便于支撑冷却部102b。
72.当连接冷却部102b的第一支撑筋104的个数至少为2个时，至少2个第一支撑筋104关于冷却部102b的对称线对称分布，从而提高第一支撑筋104对冷却部102b的支撑稳定性。如图1所示，1个冷却部102b对应连接有2个第一支撑筋104，且2个支撑筋对称布置。可以理解地，图1中1个冷却部102b所对应的第一支撑筋104可以每2个为一组，设置2组或者2组以上沿着冷却部102b的高度方向间隔设置。
73.需要说明的是，这里的冷却部102b的对称线是指冷却部102b沿着任意方向上的对称线，例如，当冷却部102b为矩形结构时，那么，冷却部102b的对称线包括冷却部102b沿着长度方向上的对称线，也可以是沿着宽度方向的对称线；当冷却部102b为圆形结构时，那么，冷却部102b的对称线可以是沿着冷却部102b的径向的任意一条线。
74.为了便于电芯2000膨胀时挤压冷却部102b，本实用新型公开了沿着内冷板101到外冷板102的方向，关于冷却部102b的对称线对称分布的2个第一支撑筋104之间的距离逐渐变大。
75.进一步地，冷却部102b为长条结构，冷却部102b的对称线为冷却部102b沿着平行外冷板102的长度方向的对称线，即第一支撑筋104关于冷却部102b的长度方向的对称线对称设置。
76.需要说明的是，冷却部102b的对称线不限于为冷却部102b沿着平行外冷板102的长度方向的对称线，也可以是冷却部102b沿着平行外冷板102的宽度方向的对称线等。
77.更进一步地，第一支撑筋104沿着外冷板102的长度方向设置，且第一支撑筋104的长度小于外冷板102的长度，第一支撑筋104将缓冲腔102a分隔为多个至少一端连通的子缓冲腔102a-1，需要说明的是，这里的多个子缓冲腔102a-1是指子缓冲腔102a-1的个数大于或者等于2个。具体地，第一支撑筋104的长度小于外冷板102的长度，如图5和图6所示，以使得子缓冲腔102a-1的至少一端连通。子缓冲腔102a-1的个数具体根据需要进行设定，并不限于某一或者某些特定值。
78.为了实现外冷板102所受支撑力均匀，本实用新型公开了第一支撑筋104的两端分别与对应端外冷板102的长度距离相等。需要说明的是，第一支撑筋104的两端是指沿着第一支撑筋104的长度方向的两端。
79.各个子缓冲腔102a-1内分别填充有导热材料103，具体地，导热材料103为相变材料或者弹性材料，对应地，导热材料103发生变形是指导热材料103发生相变或者弹性形变。当导热材料103为相变材料时，能够通过发生相变吸收外冷板102传递的热量，进一步提高电芯2000的冷却效率。
80.子缓冲腔102a-1预留有用于供导热材料103变形使用的预留空腔102a-1a，便于导热材料103发生变形时，有预留空腔102a-1a可供延伸变形使用，当冷板组件100受挤压时，导热材料103在缓冲腔102a内的流动方向如图7所示。
81.在一些实施例中，如图2所示，冷却部102b的个数为2个，且分别位于内冷板101的两侧。需要说明的是，冷却部102b为2个，且分别位于内冷板101的两侧仅是本实用新型的一个具体实施方式，在实际应用中，也可以设置冷却部102b的个数为1个、3个或者4个等，冷却部102b为1个时，可以设置该冷却部102b位于内冷板101的一侧，即通过外冷板102的一侧去贴合电芯2000进行散热，此时，外冷板102可以仅在内冷板101的一侧围设出缓冲腔102a，其
它位置处可以与内冷板101一体成型连接等。
82.本实施例以冷却部102b的个数为2个，且分别位于内冷板101的两侧为例，内冷板101及外冷板102均为扁平管状结构，如图1-图4所示，以增大外冷板102与电芯2000的可接触面积，从而进一步提高电芯2000的散热效率。
83.需要说明的是，外冷板102与内冷板101之间的距离可以根据不同电芯2000的膨胀率增加而增大。
84.在一些实施例中，如图2所示，冷板组件100还包括第二支撑筋105，第二支撑筋105设置在冷却通道101a内，用于支撑冷却通道101a。第二支撑筋105的设置，使得外冷板102受到电芯2000的膨胀挤压力作用时，能够对内冷板101提供更好的支撑，使得内冷板101不易被压缩，避免了内冷板101被压缩导致的冷却通道101a变细后散热效果变差的问题。
85.进一步地，本实用新型公开了第二支撑筋105与冷却部102b垂直设置，即第二支撑筋105垂直电芯2000设置，实现了对冷却通道101a的稳定支撑。
86.可以理解地，也可以设置第二支撑筋105与冷却部102b倾斜设置等。
87.进一步地，如图8所示，本实用新型公开了第二支撑筋105沿着冷却通道101a的长度方向延伸设置，并将冷却通道101a分隔为至少2个两端均分别连通的子冷却通道101a-1。具体地，第二支撑筋105的两端分别与冷却通道101a的两端具有一定距离，使得冷却介质进入冷却通道101a时，可以先在冷却通道101a的一端汇流，然后，再通过各个子冷却通道101a-1，最后，在冷却通道101a的另一端汇流。
88.第二支撑筋105的设置减小了冷却介质在冷却通道101a内流动时产生的紊流，使得冷却通道101a的散热更加均匀。
89.如图1、图2及8所示，以第二支撑筋105的个数为4个为例，4个第二支撑筋105将冷却通道101a分隔为5个子冷却通道101a-1。
90.在一些实施例中，第二支撑筋105与第一支撑筋104关于内冷板101错落设置，进一步增加了内冷板101的抗变形强度。
91.需要说明的是，错落设置是指第二支撑筋105与第一支撑筋104关于内冷板101的高度方向间隔设置，不位于同一条直线上。
92.可以理解地，第二支撑筋105与第一支撑筋104关于内冷板101的高度方向错落设置仅是本实用新型的一个具体实施方式，在实际应用中，也可以设置第二支撑筋105与第一支撑筋104为其它的布置方式。
93.在一些实施例中，本实用新型具体公开了外冷板102的厚度处于第一预设范围内，使得外冷板102既能保证与电芯2000贴合，还能在电芯2000膨胀时发生相应的变形。
94.内冷板101的厚度处于第二预设范围值内，第二支撑筋105的厚度处于第三预设范围值内，使得内冷板101具有足够的抗变形能力，避免电芯2000膨胀挤压外冷板102变形时，造成内冷板101变形，从而造成内冷板101围设的冷却通道101a横截面变小，进而影响电芯2000冷却效果的问题。
95.进一步地，本实用新型公开了第一预设范围值是指大于或者等于0.5mm，且小于或者等于2mm的范围值，第二预设范围值是指大于或者等于0.5mm，且小于或者等于2mm的范围值，第三预设范围值是指大于或者等于2.5mm，且小于或者等于3mm。需要说明的是，上述公开的各范围值仅是本实用新型的一个具体实施方式，在实际应用中，也可以根据需要选择
上述范围值之外的值。
96.结合图9所示，本实用新型第二方面提供了一种液冷系统1000，包括冷管200、接头300及如上述中任意一项实施例中的冷板组件100。
97.冷板组件100的个数至少为1个，且当冷板组件100的个数至少为2个时，各个冷板组件100沿着预设方向间隔至少1个电芯2000设置，需要说明的是，这里的预设方向可以是电芯2000的长度方向或者宽度方向等。
98.各个冷板组件100上至少安装2个接头300，接头300贯穿外冷板102及内冷板101，以与冷却通道101a连通。具体地，冷板组件100上的2个接头300分别位于冷板组件100的两端。
99.冷管200包括进液冷管201及出液冷管202，进液冷管201上依次设置有分别与各个冷板组件100的进液端的接头300连通的第一接口，出液冷管202上依次设置有分别与各个冷板组件100的出液端的接头300连通的第二接口。
100.由于本实用新型提供的液冷系统1000包括上述任意一项实施例中的冷板组件100，因此，冷板组件100所具有的有益效果均是本实用新型公开的液冷系统1000所包含的。
101.如图9所示，本实用新型第三方面提供了一种电池装置10000，电池装置10000包括电芯2000及如上述任意一项实施例中的冷板组件100，冷板组件100的冷却部102b与电芯2000通过导热结构胶粘接，实现电芯2000与冷却部102b稳定连接的基础上，便于电芯2000通过导热结构胶将热量传递至冷却部102b。
102.或者，电池装置10000包括电芯2000及如上述实施例中的液冷系统1000，电芯2000的个数为多个，液冷系统1000的相邻冷板组件100之间至少安装1个电芯2000，且冷板组件100的冷却部102b与电芯2000通过导热结构胶粘接。冷却部102b与电芯2000通过导热结构胶粘接，实现电芯2000与冷却部102b稳定连接的基础上，便于电芯2000通过导热结构胶将热量传递至冷却部102b。
103.进一步地，本实用新型公开了电池装置10000还包括箱体，箱体用于安装电芯2000及冷板组件100或者液冷系统1000。箱体给电芯2000及冷板组件100或者液冷系统1000提供安装基础，需要说明的是，箱体形状不限，具体根据所盛放电芯2000及冷板组件100或者液冷系统1000的形状进行设定。
104.由于本实用新型提供的电池装置10000包括上述实施例中的冷板组件100或者液冷系统1000，因此，冷板组件100或者液冷系统1000所具有的有益效果均是本实用新型公开的电池装置10000所包含的。
105.本实用新型第四方面提供了一种用电装置，包括装置主体及如上述任一项实施例中的电池装置10000。
106.电池装置10000与装置主体电连接，用于给装置主体供电。
107.由于本实用新型提供的用电装置包括上述任意一项实施例中的电池装置10000，因此，电池装置10000所具有的有益效果均是本实用新型公开的用电装置所包含的。
108.具体地，用电装置可以是电动汽车，也可以是电动轮船或者航天飞机等。
109.为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请本实用新型相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
110.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同
级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
111.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
112.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“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，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
113.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
114.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前端或后端操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
115.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。