CN119812552B - 换热组件、电池和用电装置 - Google Patents
换热组件、电池和用电装置Info
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Abstract
本申请公开了一种换热组件、电池和用电装置,属于电池技术领域。换热组件包括换热板,换热板设有:总进口、总出口以及连接于总进口与总出口之间的多个支流道,其中支流道的进口端通过进口导流段与总进口相连,进口导流段的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。本申请的技术方案中,通过精确控制支流道和进口导流段的尺寸与形状,可以减少涡流的产生,进一步实现散热性能与流体阻力的平衡,提高不同区域流道的流量均匀性以及换热组件的换热效率。
Description
技术领域
本申请属于电池技术领域,尤其涉及一种换热组件、电池和用电装置。
背景技术
电池包在工作过程中所产生的热量密度较高,通常将换热板放置在两层电池之间换热。相关技术中,由于换热板的流道多设计为弯曲形态,在流道的转弯处易形成局部涡流,导致流体流速不均,进而造成热应力集中,影响换热效率,存在改进空间。
发明内容
本申请旨在至少解决相关技术中存在的电芯温度均一性较差的技术问题。为此,本申请提出一种换热组件、电池和用电装置,可以提高换热组件的换热效率。
第一方面,本申请提供了一种换热组件,包括换热板,所述换热板设有:总进口、总出口以及连接于所述总进口与所述总出口之间的多个支流道,其中所述支流道的进口端通过所述进口导流段与所述总进口相连,所述进口导流段的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。
通过精确控制所述支流道和所述进口导流段的尺寸与形状,可以减少涡流的产生,进一步实现散热性能与流体阻力的平衡,提高不同区域流道的流量均匀性以及所述换热组件的换热效率。
根据本申请的一个实施例,各所述支流道与对应的所述进口导流段的夹角与所述支流道到所述总进口的流道距离负相关。
通过调整所述支流道与对应的所述进口导流段的夹角,可以使不同区域的所述支流道都能获得适当的流量和流速,从而提高整个散热面的散热均匀性,降低因局部过热或流量不足而导致的系统失效风险。
根据本申请的一个实施例,所述支流道的出口端通过所述出口导流段与所述总出口相连,所述出口导流段的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。
所述进口导流段和所述出口导流段的设计相结合,可以形成一个高效的流体流动通道,所述进口导流段通过加速流体并减少涡流来提高热交换效率,而所述出口导流段则通过优化流速和压力分布来帮助流体平稳地离开所述支流道。
根据本申请的一个实施例,各所述支流道与对应的所述出口导流段的夹角与所述支流道到所述总出口的流道距离负相关。
通过调整所述支流道与对应的所述出口导流段的夹角,可以使所述支流道到所述总出口的流道内的流体都能获得适当的流量和流速,从而提高整个散热面的散热均匀性,降低因局部过热或流量不足而导致的系统失效风险。
根据本申请的一个实施例,所述换热板设有:进口汇流管、出口汇流管和多个分区流道,各所述分区流道均包括多个所述支流道,各所述分区流道均连接于所述总进口与所述总出口之间,所述进口汇流管连接于所述总进口与各所述分区流道之间,所述出口汇流管连接于所述总出口与各所述分区流道之间。
所述换热板中设置多个所述分区流道及其内部的多个所述支流道,可以实现热量的均匀分布性、流量的精确控制以及热交换效率的最大化。
根据本申请的一个实施例,所述多个分区流道顺次环绕设置。
多个所述分区流道顺次环绕设置,可以实现热量的均匀分布性以及流体流动的稳定性。
根据本申请的一个实施例,所述支流道包括进水支流道和回水支流道;所述分区流道包括顺次相连的进口总支路、多个所述进水支流道、汇流支路、多个所述回水支流道和出口总支路,所述进口总支路的进口端通过所述进口汇流管与所述总进口相连,所述出口总支路的出口端通过所述出口汇流管与所述总出口相连。
通过细分所述支流道和构建所述分区流道系统,实现对冷却介质的精确控制和高效利用,可以提高散热效率和流体流动的均匀性。
根据本申请的一个实施例,所述多个分区流道的进口总支路相邻设置,所述多个分区流道的进水支流道相邻设置,所述多个分区流道的汇流支路相邻设置,所述多个分区流道的回水支流道相邻设置,所述多个分区流道的出口总支路相邻设置。
多个所述分区流道的各个组成部分相邻设置的方式,可以优化流体流动路径,有助于提高空间利用率和热管理效率。
根据本申请的一个实施例,至少部分所述分区流道设有多个所述汇流支路,相邻的两个所述分区流道中相邻的所述汇流支路连通。
至少部分所述分区流道设有多个所述汇流支路,并在相邻的所述分区流道中实现相邻所述汇流支路的连通,有助于优化冷却介质的流动路径,减少热阻和温差,从而提高散热效率。
第二方面,本申请提供了一种电池,其特征在于,包括:
电池组;
如上述中任一项所述的换热组件,所述换热组件用于给所述电池组换热。
所述换热组件可以迅速带走所述电池组产生的热量,通过控制所述电池组的温度,可以减少因高温引起的电池老化和容量衰减等问题,从而延长所述电池的使用寿命。
根据本申请的一个实施例,电池包括:
箱体,形成容纳腔,所述电池组和所述换热组件安装于所述容纳腔;
管接头,与所述换热组件的总进口和总出口相连,且为金属管,所述管接头贯穿所述箱体的前梁。
通过集成所述箱体、所述电池组、所述换热组件和所述管接头等部件,可以形成一个高效可靠且易于维护的电池系统。
第三方面,本申请提供了用电装置,包括:电池,所述电池用于给所述用电装置提供电能。
所述用电装置通过集成所述电池作为能量来源,以驱动其内部的工作机制或执行特定的功能。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例提供的电池的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的换热组件的换热板的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的换热组件的换热板的第一分区流道的结构示意图;
图4是本申请实施例提供的换热组件的换热板的第二分区流道的结构示意图;
图5是本申请实施例提供的换热组件的换热板的第三分区流道的结构示意图;
图6是本申请实施例提供的换热组件的结构示意图;
图7是本申请实施例提供的电池的管接头的结构示意图。
附图标记:
电池1;
换热组件10;
换热板110,基板120;
总进口1111,总出口1112;
支流道112,进水支流道1121,回水支流道1122;
进口导流段113,第一进口导流段113a,第二进口导流段113b,第三进口导流段113c;
出口导流段114,第一出口导流段114a,第二出口导流段114b,第三出口导流段114c;
进口汇流管1151,出口汇流管1152;
分区流道116,第一分区流道116a,第二分区流道116b,第三分区流道116c;
进口总支路117,第一进口总支路117a,第二进口总支路117b,第三进口总支路117c;
汇流支路118,第一汇流支路1181,第二汇流支路1182,第三汇流支路1183;
出口总支路119,第一出口总支路119a,第二出口总支路119b,第三出口总支路119c;
电池组20;
箱体30,前梁310;
管接头40,钎焊立柱410,转接圆管420,密封安装块430,螺纹连接件440,密封圈450;
第一方向X,第二方向Y。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
本申请旨在至少解决相关技术中存在的电芯温度均一性较差的技术问题。为此,本申请提出一种换热组件、电池和用电装置,可以提高换热组件的换热效率。
下面参考图1-图7描述根据本申请实施例的换热组件10。
如图1和图2所示,换热组件10包括换热板110,换热板110设有:总进口1111、总出口1112以及连接于总进口1111与总出口1112之间的多个支流道112,其中支流道112的进口端通过进口导流段113与总进口1111相连,进口导流段113的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。
换热板110是换热组件10的核心部件,主要通过其内部的流体通道将冷却介质引导至需要散热的部件表面,通过热交换带走热量,当冷却介质为水、乙二醇或其他冷却液时,换热板110可以为液冷板,换热板110内部的流体通道即为连接于总进口1111与总出口1112之间的多个支流道112,多个支流道112可以将冷却介质均匀分配到各个区域,从而提高散热的均匀性,支流道112的形状、数量和布局都会直接影响冷却效果。
支流道112的进口端通过进口导流段113与总进口1111相连,冷却介质从总进口1111进入,再通过进口导流段113进入支流道112,进口导流段113的流通截面积沿介质流向先减小再扩大,即形成先收缩后扩张的拉瓦尔结构,可以加速流体,减少涡流的产生。
在支流道112的进口端,流道几何形状的突然改变导致流体的边界层分离,分离后的流体在低压区形成涡旋,这些涡旋会造成流体的流动方向的扰动,增加流体阻力和系统的能耗,降低换热效率,同时低压区形成的涡旋导致材料的局部受力不均,致使板材局部疲劳,影响寿命。
流体在进入支流道112前位于进口导流段113,随着流体的流动,进口导流段113的流通截面积逐渐减小,流体的流速会逐渐增加,形成高压区,这种加速作用有助于提升流体在支流道112中的流动速度,从而提高热交换效率。
可以理解的是,进口导流段113的逐渐缩小和随后的扩大可以引导流体的流动方向,有效减少涡流的产生,使流体更加平稳地进入支流道112。
电池组20在工作过程中所产生的热量密度较高,通常将换热板110放置在两层电池组20之间换热。相关技术中,换热板110内的流道复杂,特别是汇流支路118的流量过高,会使换热板110边缘处的换热量远大于电芯的换热面积,造成电池组20内边缘电芯的局部过热或过冷,导致电芯温度均一性较差,影响电芯的正常运行以及使用寿命,存在改进空间。
根据本申请实施例提供的换热组件10,通过精确控制支流道112和进口导流段113的尺寸与形状,可以减少涡流的产生,进一步实现散热性能与流体阻力的平衡,提高不同分区流道116的流量均匀性以及换热组件10的换热效率。
在一些实施例中,如图3-图5所示,各支流道112与对应的进口导流段113的夹角与支流道112到总进口1111的流道距离负相关,旨在平衡流体在不同支流道112中的分配和流速,从而提高换热均匀性。
支流道112到总进口1111的流道距离越大,支流道112分配的流量就越多,流体动能也越大,更容易按照原有方向进行流动,该支流道112与对应的进口导流段113的夹角设置为锐角,可以调整流体流动方向,以实现不同支流道112的流量分配均匀。
当支流道112到总进口1111的流道距离较远时,流体在流道中的损失较大,流体的流速和压力会逐渐降低,需要分配更多的流量,以提升流体的动能,而将该支流道112与对应的进口导流段113的夹角设置为锐角,可以引导流体的流动方向,有效减少涡流的产生,使流体更加平稳地进入支流道112。
与之相对应的是,当支流道112到总进口1111的流道距离较近时,流体在流道中的损失较小,其流速和压力相对较高,分配的流量更少,将该支流道112与对应的进口导流段113的夹角设置为直角,可以减少对流体的影响,从而有利于流体进入支流道112时的流动速度与其他支流道112趋于一致。
可以理解的是,通过调整支流道112与对应的进口导流段113的夹角,可以使不同区域的支流道112都能获得适当的流量和流速,从而提高整个散热面的散热均匀性,降低因局部过热或流量不足而导致的系统失效风险。
在一些实施例中,如图3-图5所示,支流道112的出口端通过出口导流段114与总出口1112相连,出口导流段114的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。
支流道112的出口端通过出口导流段114与总出口1112相连,出口导流段114的流通截面积沿介质流向先减小再扩大,与进口导流段113类似,形成先收缩后扩张的拉瓦尔结构,可以加速流体,减少涡流的产生。
在支流道112的出口端,流道几何形状的突然改变导致流体的边界层分离,分离后的流体在低压区形成涡旋,这些涡旋会造成流体的流动方向的扰动,增加流体阻力和系统的能耗,降低换热效率,同时低压区形成的涡旋导致材料的局部受力不均,致使板材局部疲劳,影响寿命。
在出口导流段114的开始部分,流通截面积的减小会使流体流速增加,这种加速效应有助于将流体中的热量更快地带走,并减少在出口处的停滞和积聚,随后流通截面积的扩大会使流体流速逐渐降低,这种扩张效应有助于使流体更加平稳地离开支流道112,并减少因突然变化而产生的湍流和涡流。
出口导流段114的逐渐缩小和随后的扩大可以引导流体的流动方向,有效减少涡流的产生,使流体更加平稳地流出支流道112,在实际工作过程中,主要通过一段较长的引流线来引导流体的流动方向。
通过调整出口导流段114的形状和尺寸,还可以进一步控制流体在支流道112出口端的流速和压力分布,帮助流体在离开支流道112后能够继续以较高的速度流动,从而提高散热效率。
可以理解的是,进口导流段113和出口导流段114的设计相结合,可以形成一个高效的流体流动通道,进口导流段113通过加速流体并减少涡流来提高热交换效率,而出口导流段114则通过优化流速和压力分布来帮助流体平稳地离开支流道112。
在一些实施例中,如图3-图5所示,各支流道112与对应的出口导流段114的夹角与支流道112到总出口1112的流道距离负相关。
当支流道112到总出口1112的流道距离较远时,将该支流道112与对应的出口导流段114的夹角设置为锐角,可以引导流体的流动方向,有效减少涡流的产生,使流体更加平稳地流出支流道112,与之相对应的是,当支流道112到总出口1112的流道距离较近时,将该支流道112与对应的出口导流段114的夹角设置为直角,可以减少对流体的影响,从而使流体流出支流道112时的流动速度与其他支流道112趋于一致。
可以理解的是,通过调整支流道112与对应的出口导流段114的夹角,可以使支流道112到总出口1112的流道内的流体都能获得适当的流量和流速,从而提高整个散热面的散热均匀性,降低因局部过热或流量不足而导致的系统失效风险。
在一些实施例中,如图2-图5所示,换热板110设有:进口汇流管1151、出口汇流管1152和多个分区流道116,各分区流道116均包括多个支流道112,各分区流道116均连接于总进口1111与总出口1112之间,进口汇流管1151连接于总进口1111与各分区流道116之间,出口汇流管1152连接于总出口1112与各分区流道116之间。
通过将换热板110划分为多个分区流道116,可以使热量在散热面上更加均匀地分布,每个分区流道116负责特定区域的散热,减少局部流量过大或过小导致的散热不均,分区流道116还可以独立控制其内部的流量,以适应不同区域的散热需求,比如在热量产生较高的区域,可以增加该分区流道116的流量,以提高散热效率。
每个分区流道116都连接于总进口1111与总出口1112之间,且包含多个支流道112,可以形成一个完整的流体循环系统,多个支流道112共同协作,将冷却介质从总进口1111引导至总出口1112,并均匀地分配到整个分区,同时实现对特定区域的散热。
进口汇流管1151连接于总进口1111与各分区流道116之间,出口汇流管1152连接于总出口1112与各分区流道116之间,流体从总进口1111进入进口汇流管1151,在进口汇流管1151中分配到不同的分区流道116,从不同的分区流道116流出后汇合到出口汇流管1152中,再从总出口1112流出。
可以理解的是,换热板110中设置多个分区流道116及其内部的多个支流道112,可以实现热量的均匀分布性、流量的精确控制以及热交换效率的最大化。
以换热板110的长度方向为第一方向X,即总进口1111和总出口1112处的流体流动方向,以换热板110的宽度方向为第二方向Y,第一方向X与第二方向Y相交。
分区流道116有多种设置形式,包括但不限于:
示例一,支流道112的流体流动方向为第二方向Y,多个分区流道116沿第一方向X顺次设置。
总进口1111和总出口1112处的流体流动方向为第一方向X,支流道112的流体流动方向与总进口1111和总出口1112处的流体流动方向垂直,多个分区流道116沿第一方向X顺次设置,各分区流道116都连接于总进口1111与总出口1112之间,且包含多个互相平行且互不影响的支流道112,可以形成一个完整的流体循环系统,多个支流道112在总进口1111和总出口1112处混合。
示例二,支流道112的流体流动方向为第一方向X,多个分区流道116沿第二方向Y顺次设置。
总进口1111和总出口1112处的流体流动方向为第一方向X,支流道112的流体流动方向与总进口1111和总出口1112处的流体流动方向相同,多个分区流道116沿第二方向Y顺次设置,各分区流道116都连接于总进口1111与总出口1112之间,且包含多个互相平行且互不影响的支流道112,可以形成一个完整的流体循环系统,多个支流道112在总进口1111和总出口1112处混合。
示例三,支流道112的流体流动方向为第一方向X,多个分区流道116沿第二方向Y顺次环绕设置。
总进口1111和总出口1112处的流体流动方向为第一方向X,支流道112的流体流动方向与总进口1111和总出口1112处的流体流动方向相同,多个分区流道116沿第二方向Y顺次环绕设置,各分区流道116都连接于总进口1111与总出口1112之间,且包含多个互相平行且互不影响的支流道112,可以形成一个完整的流体循环系统,多个支流道112在总进口1111和总出口1112处混合。
下面以支流道112的流体流动方向为第一方向X,多个分区流道116沿第二方向Y顺次环绕设置为例。
在一些实施例中,如图2-图5所示,多个分区流道116顺次环绕设置。
支流道112的流体流动方向为第一方向X,多个U形的分区流道116沿第二方向Y顺次环绕设置,第一分区流道116a位于换热板110最外围,从外向内依次为第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c。
流体从总进口1111进入进口汇流管1151后,分别进入第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c,实现流体的分流,从而减小压降,分区流道116主要根据电池1产生热量的分布区域进行分配,其中第一分区流道116a负责电池极芯和极耳区域的换热,第二分区流道116b负责电池中心区域的换热。
流体在不同分区流道116的支流道112中经过分流、合流、再分流后,分别流出第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c,在出口汇流管1152中合流后从总出口1112流出,U形结构沿程较短,压降较小,换热能力更强,并且不同分区流道116的支流道112的直径设置为依次增大,以平衡不同分区流道116的压降,具体为第一分区流道116a的支流道112的直径最大,第二分区流道116b的支流道112的直径次之,第三分区流道116c的支流道112的直径最小。
可以理解的是,多个分区流道116顺次环绕设置,可以实现热量的均匀分布性以及流体流动的稳定性。
在一些实施例中,如图2-图5所示,支流道112包括进水支流道1121和回水支流道1122;分区流道116包括顺次相连的进口总支路117、多个进水支流道1121、汇流支路118、多个回水支流道1122和出口总支路119,进口总支路117的进口端通过进口汇流管1151与总进口1111相连,出口总支路119的出口端通过出口汇流管1152与总出口1112相连。
进口总支路117的进口端通过进口汇流管1151与总进口1111相连,进口总支路117作为分区流道116的起点,负责将从总进口1111进入进口汇流管1151的冷却介质分配给各个进水支流道1121,多个进水支流道1121从进口总支路117分出,各自负责将冷却介质输送到特定的散热区域,进水支流道1121的数量和布局根据散热需求和热源分布进行优化设计。
在完成热交换后,各进水支流道1121中的冷却介质汇集到汇流支路118中,汇流支路118分出多个回水支流道1122,负责将冷却介质输送回出口总支路119,出口总支路119作为分区流道116的终点,出口总支路119的出口端通过出口汇流管1152与总出口1112相连,负责将来自各回水支流道1121122的冷却介质汇集并排出。
可以理解的是,通过细分支流道112和构建分区流道116系统,实现对冷却介质的精确控制和高效利用,可以提高散热效率和流体流动的均匀性。
在一些实施例中,如图2-图5所示,多个分区流道116的进口总支路117相邻设置,多个分区流道116的进水支流道1121相邻设置,多个分区流道116的汇流支路118相邻设置,多个分区流道116的回水支流道1122相邻设置,多个分区流道116的出口总支路119相邻设置。
相邻设置可以最大限度地利用换热板110的空间,减少不必要的空隙和浪费,通过紧凑的布局,可以使每个分区流道116都能有效地覆盖散热区域,从而提高整体散热性能。
进口总支路117相邻设置,从总进口1111进入进口汇流管1151的冷却介质能够迅速且均匀地分配到各个分区流道116的进口总支路117中,相邻设置还可以减少流体在分配过程中的路径长度和阻力,提高流量分配的均匀性。
进水支流道1121相邻设置可以使冷却介质在流经各个散热区域时能够保持相近的流速和压力,有助于减少因流速不均而导致的局部过热或冷却不足现象,在完成热交换后,各进水支流道1121中的冷却介质汇集到相邻的汇流支路118中,这种布局可以简化流体合并的过程,减少涡流的产生,提高流体流动的稳定性。
回水支流道1122的相邻设置可以使冷却介质顺畅地流回出口总支路119,减少回水路径的长度和复杂性,降低流体阻力和能量损失,出口总支路119的相邻设置可以使来自各回水支流道1122的冷却介质迅速且集中地排出,有助于维持系统的整体流体平衡和稳定性。
可以理解的是,多个分区流道116的各个组成部分相邻设置的方式,可以优化流体流动路径,有助于提高空间利用率和热管理效率。
在一些实施例中,如图2-图5所示,至少部分分区流道116设有多个汇流支路118,相邻的两个分区流道116中相邻的汇流支路118连通。
在分区流道116内,完成热交换的冷却介质可以通过多个路径汇集到后续的流道或出口,有助于分散流体压力,减少涡流的产生,并提高流体流动的稳定性。
至少部分分区流道116设有多个汇流支路118,相邻的两个分区流道116中,相邻的汇流支路118被设计为相互连通,以允许冷却介质在相邻的分区流道116之间进行一定程度的合流和重新分配,当某个分区流道116的散热需求较高时,相邻分区流道116中的冷却介质可以通过连通的汇流支路118进行补充,从而保持整个系统的热平衡。
可以理解的是,至少部分分区流道116设有多个汇流支路118,并在相邻的分区流道116中实现相邻汇流支路118的连通,有助于优化冷却介质的流动路径,减少热阻和温差,从而提高散热效率。
下面对本申请实施例进行具体说明。
在该实施方式中,如图2-图5所示,流体从总进口1111进入进口汇流管1151,在进口汇流管1151中经过分流进入相邻设置的第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c。
如图3所示,在第一分区流道116a中,来自进口汇流管1151的流体进入第一进口总支路117a,在第一进口导流段113a中经过分流进入相邻设置的三个进水支流道1121,从靠近第二分区流道116b的进水支流道1121流出的流体,与第二分区流道116b中的流体合流,进入第二汇流支路1182,从另外两个进水支流道1121流出的流体合流,进入第一汇流支路1181,流出第二汇流支路1182的流体进入靠近第二分区流道116b的出水支流道1122,流出第一汇流支路1181的流体经过分流,进入相邻设置的另外两个出水支流道1122,流经三个出水支流道1122的流体在第一出口导流段114a处合流,进入第一出口总支路119a,然后在出口汇流管1152中与第二分区流道116b和第三分区流道116c合流。
如图4所示,在第二分区流道116b中,来自进口汇流管1151的流体进入第二进口总支路117b,在第二进口导流段113b中经过分流进入相邻设置的三个进水支流道1121,从靠近第一分区流道116a的进水支流道1121流出的流体,与第一分区流道116a中的流体合流,进入第二汇流支路1182,从另外两个进水支流道1121流出的流体与第三分区流道116c中的流体合流,进入第三汇流支路1183,流出第二汇流支路1182的流体进入靠近第一分区流道116a的出水支流道1122,流出第三汇流支路1183的流体经过分流,进入靠近第三分区流道116c的两个出水支流道1122,流经三个出水支流道1122的流体在第二出口导流段114b处合流,进入第二出口总支路119b,然后在出口汇流管1152中与第一分区流道116a和第三分区流道116c合流。
如图5所示,在第三分区流道116c中,来自进口汇流管1151的流体进入第三进口总支路117c,在第三进口导流段113c中经过分流进入相邻设置的三个进水支流道1121,从进水支流道1121流出的流体与第二分区流道116b中的流体合流,进入第三汇流支路1183,流出第三汇流支路1183的流体经过分流,进入相邻设置的三个出水支流道1122,流经三个进水支流道1121的流体在第三出口导流段114c合流,进入第三出口总支路119c,然后在出口汇流管1152中与第一分区流道116a和第二分区流道116b合流。
从相邻设置的第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c中流出的流体在出口汇流管1152中合流,流出总出口1112。
此外,第一分区流道116a的换热量需求较大,通过降低第一分区流道116a的整体压降来提升流量,第一分区流道116a的部分流体与第二分区流道116b的部分流体合流,用于调合各分区流道116因沿程不一导致的流量差异情况,提高换热的均匀性。
分区流道116的进水支流道1121和出水支流道1122的数量相同,第一分区流道116a和第二分区流道116b的单侧支流道112均为三根,第三分区流道116c的单侧支流道112为四根,用于减少第三分区流道116c的流量,还可以在第三分区流道116c的第三进口导流段113c和第三出口导流段114c各设置两个扰流块,使分配到第三分区流道116c的四根单侧支流道112的流量更均匀。
第一分区流道116a、第二分区流道116b和第三分区流道116c的支流道112的直径设置为依次增大,可以平衡分区流道116沿程带来的高压降问题。
本申请实施例还提供一种电池1,如图1所示,包括:电池组20和换热组件10,换热组件10用于给电池组20换热。
电池组20是电池1的核心部分,由多个电池单体通过串联、并联或混联的方式组合而成,电池组20负责储存和提供电能,换热组件10是专为电池组20设计的热管理系统,用于控制电池组20在工作过程中的温度。
随着电池1充放电的进行,电池1内部会产生大量的热量,换热组件10通过循环流动的冷却介质,比如水或乙二醇等冷却液,来吸收和带走电池组20产生的热量,以帮助电池组20在适宜的温度范围内工作。
换热组件10内部设计有复杂的冷却流道,这些流道紧密贴合电池组20的表面,冷却流道通常采用高导热材料制成,以提高冷却介质与电池组20之间的热交换效率,冷却介质在泵的作用下,在冷却流道内循环流动,当吸收电池组20产生的热量后,冷却介质的温度升高,随后通过热交换器将热量传递给外部环境,从而降低冷却介质的温度,实现热量的散发。
可以理解的是,换热组件10可以迅速带走电池组20产生的热量,通过控制电池组20的温度,可以减少因高温引起的电池1老化和容量衰减等问题,从而延长电池1的使用寿命。
在一些实施例中,如图1和图7所示,电池1还包括:箱体30和管接头40。
箱体30形成容纳腔,电池组20和换热组件10安装于容纳腔;
管接头40与换热组件10的总进口1111和总出口1112相连,且为金属管,管接头40贯穿箱体30的前梁310。
箱体30是电池1的主要结构部分,主要形成一个封闭的容纳腔,用于安装和保护电池组20和换热组件10,箱体30通常由坚固且耐腐蚀的材料制成,以提高电池1在各种环境下的稳定性和安全性。
电池组20被安装在箱体30的容纳腔内,是电池1的主要能量来源,电池组20由多个电池单体组成,通过串联、并联或混联的方式连接,以满足特定的电压和容量需求,换热组件10同样安装于箱体30的容纳腔内,用于对电池组20进行热管理,主要通过循环流动的冷却介质来吸收和带走电池组20产生的热量,帮助电池组20在适宜的温度范围内工作。
如图6所示,换热组件10包括换热板110和基板120,设有冷却流道的换热板110紧密贴合电池组20的表面,以最大限度地提高热交换效率,管接头40是连接换热组件10与外部冷却系统或热交换器的关键部件,管接头40分别与换热组件10的总进口1111和总出口1112相连,使冷却介质能够在换热组件10内循环流动,并实现与外部系统的热交换。
管接头40采用金属材质制成,以提高其强度和耐腐蚀性,管接头40贯穿箱体30的前梁310,以便于冷却系统的连接和维护。
如图所示,管接头40包括:钎焊立柱410、转接圆管420和密封安装块430,其中钎焊立柱410与换热板110一体钎焊成型,其较小体积的吸热量可以满足换热板110钎焊时的均温性需求,提高整板焊接质量,此外转接圆管420可以通过火焰焊或高频焊等方式分别与钎焊立柱410和密封安装块430连接,最后安装块通过螺纹连接件440安装在箱体30的前梁310上,同时中间安置密封圈450以保证整包的气密性。
可以理解的是,通过集成箱体30、电池组20、换热组件10和管接头40等部件,可以形成一个高效可靠且易于维护的电池系统。
本申请实施例还提供一种用电装置。
用电装置包括电池1,电池1用于给用电装置提供电能。
用电装置通过集成电池1作为能量的来源,用电装置是一个广义的概念,可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动汽车和轮船等,涵盖从简单的便携式电子设备到复杂的家用电器以及工业设备等。
电池1是用电装置的核心部件之一,负责将化学能转化为电能,为装置提供持续稳定的电力供应,与固定电源相比,电池1具有更高的便携性,使得用电装置可以在没有外部电源的情况下独立工作。
可以理解的是,用电装置通过集成电池1作为能量来源,以驱动其内部的工作机制或执行特定的功能。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中,需要理解的是,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申请和简化描述,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申请的限制。
在本申请的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中,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。
在本申请的描述中,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。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种换热组件,其特征在于,包括换热板,所述换热板设有:总进口、总出口以及连接于所述总进口与所述总出口之间的多个支流道,其中所述支流道的进口端通过进口导流段与所述总进口相连,所述进口导流段的流通截面积沿介质流向先减小再扩大;
各所述支流道与对应的所述进口导流段的夹角与所述支流道到所述总进口的流道距离负相关。
2.根据权利要求1所述的换热组件,其特征在于,所述支流道的出口端通过出口导流段与所述总出口相连,所述出口导流段的流通截面积沿介质流向先减小再扩大。
3.根据权利要求2所述的换热组件,其特征在于,各所述支流道与对应的所述出口导流段的夹角与所述支流道到所述总出口的流道距离负相关。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的换热组件,其特征在于,所述换热板设有:进口汇流管、出口汇流管和多个分区流道,各所述分区流道均包括多个所述支流道,各所述分区流道均连接于所述总进口与所述总出口之间,所述进口汇流管连接于所述总进口与各所述分区流道之间,所述出口汇流管连接于所述总出口与各所述分区流道之间。
5.根据权利要求4所述的换热组件,其特征在于,所述多个分区流道顺次环绕设置。
6.根据权利要求5所述的换热组件,其特征在于,所述支流道包括进水支流道和回水支流道;所述分区流道包括顺次相连的进口总支路、多个所述进水支流道、汇流支路、多个所述回水支流道和出口总支路,所述进口总支路的进口端通过所述进口汇流管与所述总进口相连,所述出口总支路的出口端通过所述出口汇流管与所述总出口相连。
7.根据权利要求6所述的换热组件,其特征在于,所述多个分区流道的进口总支路相邻设置,所述多个分区流道的进水支流道相邻设置,所述多个分区流道的汇流支路相邻设置,所述多个分区流道的回水支流道相邻设置,所述多个分区流道的出口总支路相邻设置。
8.根据权利要求6所述的换热组件,其特征在于,至少部分所述分区流道设有多个所述汇流支路,相邻的两个所述分区流道中相邻的所述汇流支路连通。
9.一种电池,其特征在于,包括:
电池组;
如权利要求1-8中任一项所述的换热组件,所述换热组件用于给所述电池组换热。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,包括:
箱体,形成容纳腔,所述电池组和所述换热组件安装于所述容纳腔;
管接头,与所述换热组件的总进口和总出口相连,且为金属管,所述管接头贯穿所述箱体的前梁。
11.一种用电装置,其特征在于,包括:
如权利要求9或10所述的电池,所述电池用于给所述用电装置提供电能。
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