一种排气式液冷板以及电池包的制作方法

1.本实用新型涉及液冷板技术领域，具体涉及一种排气式液冷板以及电池包。

背景技术：

2.目前用于新能源电池的液冷板设计采用挤铝工艺或冲压板工艺设计，对强度及设计场景有一定的限制，对热管理的热扩散及换热效果影响多。液冷板采用挤铝工艺对大长模组的热管理换热效果比较差，不能很好达成客户高换热需求；冲压板整体结构强度偏弱，不适合采用在兼顾结构件。

技术实现要素：

3.本实用新型为了解决现有技术液冷板换热需求不能满足客户要求，而且不具备泄压排气功能，提供了一种排气式液冷板以及电池包。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种排气式液冷板，包括液冷板本体，所述液冷板本体包括相对设置的两个表面，所述液冷板本体上开设有排气孔，所述排气孔贯通所述液冷板本体的两个表面；所述液冷板本体内形成有流道，所述排气孔贯通所述液冷板本体的流道间隙。
5.本实用新型的有益效果是：液冷板本体上开设排气孔，液冷板本体应用于电池模块的时候，当电芯发生热失控的时候，可以通过液冷板本体的排气孔进行排气，延长了电芯热失控发生明火的时间，使液冷板本体既具有液冷散热功能，也具有排气泄压功能，当电池模块发生热失控的时候，可以对热蔓延有效疏通以及定向喷发。相邻流道之间具有流道间隙，也即非流道位置，将排气孔设置在液冷板本体的非流道位置，避免对液冷板本体的原始流道结构产生影响，即在不影响液冷板本体原始散热结构的情况下，实现定向喷发。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
7.进一步，所述液冷板本体包括流道板和至少一个面板，所述流道板上开设有流道，所述面板覆盖在所述流道板的流道上且与所述流道板的流道间隙贴合固定。
8.进一步，所述面板为两个，两个面板分别固定在所述流道板的两侧面上。
9.进一步，所述流道板一端的周侧边缘上开设有与流道连通的水嘴。
10.进一步，所述排气孔沿液冷板本体对应的电芯堆叠体的堆叠方向分多层排布或错落分布。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：使电芯堆叠体对应多层排气孔，改善了换热效果，使发生热失控的电芯都能够从最近的排气孔进行定向喷发。
12.进一步，所述液冷板本体为一体成型结构。
13.进一步，所述液冷板本体背离所要连接的电芯堆叠体的一侧面设有防火隔热板，所述防火隔热板上对应所述排气孔的位置设有排气开缝。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：防火隔热板能够起到防火隔热作用，避免热失控气体从热失控电芯蔓延到邻近的电芯堆叠体中。
15.进一步，所述排气开缝受到所对应的排气孔排出的热失控气体冲击时打开，且所述排气开缝背离所述排气孔的一侧受到热失控气体冲击时保持关闭。
16.进一步，所述防冲击板与所述液冷板本体之间通过卡接结构卡接固定或通过连接件连接固定或通过粘接固定。
17.一种电池包，包括电池包壳体、设置在电池包壳体内的电芯堆叠体以及至少一个所述的排气式液冷板，所述电池包壳体内具有与液冷板本体内部流道连通的进水管道和出水管道；所述排气式液冷板与所述电芯堆叠体接触布置；所述电池包壳体上设有防爆阀，所述电池包壳体内还形成有与所述防爆阀连通的排气通道，所述液冷板本体的排气孔与所述排气通道相连通。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池包，通过设置带有排气孔的液冷板本体，当电池包内的电池模块发生热失控的时候，可通过排气孔将热失控气体及时排放到排气通道，并通过排气通道利用防爆阀进行泄压，可以及时对热蔓延有效疏通以及定向喷发。
19.进一步，所述排气式液冷板设置在所述电芯堆叠体的侧面和/或顶面和/或底面，所述排气式液冷板与电芯堆叠体直接接触或通过导热结构胶间接接触。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：可以根据电芯堆叠体的布置方式，将排气式液冷板设置在电芯堆叠体的对应位置。
21.进一步，所述排气式液冷板设置在所述电芯堆叠体的侧面和/或顶面和/或底面，所述排气式液冷板与形成电芯堆叠体的多个电芯侧边直接或间接接触布置。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：使每个电芯都能够与液冷板本体接触散热。
23.进一步，所述排气式液冷板背离所述电芯堆叠体的一侧设有所述排气通道。
附图说明
24.图1为本实用新型排气式液冷板的立体爆炸结构示意图；
25.图2为本实用新型电芯堆叠体与液冷板本体配合的立体爆炸结构示意图。
26.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
27.1、液冷板本体；11、流道板；12、流道；13、面板；14、流道间隙；2、排气孔；3、水嘴；4、电芯堆叠体。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
29.如图1和图2所示，本实施例的一种排气式液冷板，包括液冷板本体1，所述液冷板本体1包括相对设置的两个表面，所述液冷板本体1上开设有排气孔2，所述排气孔2贯通所述液冷板本体1的两个表面。液冷板本体1上开设排气孔2，液冷板本体1应用于电池模块的时候，当电芯发生热失控的时候，可以通过液冷板本体1的排气孔2进行排气，延长了电芯热失控发生明火的时间，使液冷板本体1既具有液冷散热功能，也具有排气泄压功能，当电池模块发生热失控的时候，可以对热蔓延有效疏通以及定向喷发。
30.如图1所示，本实施例的所述液冷板本体1内形成有流道12，所述排气孔2贯通所述
液冷板本体1的流道间隙14。相邻流道之间具有流道间隙14，也即非流道位置，将排气孔2设置在液冷板本体1的非流道位置，避免对液冷板本体1的原始流道结构产生影响，即在不影响液冷板本体1原始散热结构的情况下，实现定向喷发。
31.如图1所示，本实施例的一个具体方案为，所述液冷板本体1包括流道板11和至少一个面板13，所述流道板11上开设有流道12，所述面板13覆盖在所述流道板11的流道12上且与所述流道板11的流道间隙14贴合固定。
32.本实施例的液冷板本体1可采用一个流道板11和一个面板13，可在流道板11的一侧面上开设流道槽，再将面板13覆盖在流道板11上并与流道槽合围形成流道12。
33.本实施例的液冷板本体1还可以采用一个流道板11和两个面板13，如图1所示，可在流道板11上开设贯通该流道板11两侧面的流道孔，然后再将两个面板13分别固定在所述流道板11的两侧面上，使两个面板13与流道孔合围形成流道12。
34.本实施例的液冷板本体1还可以采用一体成型结构，例如可采用挤铝工艺一体成型带有流道的液冷板本体1。
35.如图1所示，本实施例的所述流道板11一端的周侧边缘上开设有与流道12连通的水嘴3。
36.如图1和图2所示，本实施例的一个优选方案为，所述排气孔2沿液冷板本体1对应的电芯堆叠体4的堆叠方向分多层排布或错落分布。使电芯堆叠体对应多层排气孔，改善了换热效果，使发生热失控的电芯都能够从最近的排气孔进行定向喷发。
37.如图1和图2所示，本实施例的一个进一步方案为，所述排气孔2为多组，每组排气孔2包含至少一个排气孔2，所述液冷板本体1上的每层排气孔2包含至少一组排气孔2。
38.其中，本实施例的排气孔2没有特定的形状，数量、间距等也没有固定要求，可依据需要和电池包底板强度灵活设计。采用规整的排气孔排列方式对高温气体有一定的导流作用，可将高温气体引导至电池包的排气通道排出，有效提高电池系统以及乘车人员的安全性。
39.优选的，如图1和图2所示，所述排气孔2呈长条形结构，类似腰孔形状，且沿所述液冷板本体1内的流道12方向延伸。电芯发生热失控的时候，会容易产生颗粒或粉尘类物质，采用长条形结构的排气孔，有利于将夹杂颗粒或粉尘类物质的热失控气体排出。
40.本实施例的一个进一步可选方案为，所述液冷板本体1背离所要连接的电芯堆叠体的一侧面设有防火隔热板，所述防火隔热板上对应所述排气孔2的位置设有排气开缝。所述所述排气开缝受到所对应的排气孔排出的热失控气体冲击时打开，且所述排气开缝背离所述排气孔的一侧受到热失控气体冲击时保持关闭。所述防火隔热板与所述液冷板本体1之间通过卡接结构卡接固定或通过连接件连接固定或通过粘接固定。防火隔热板能够起到防火隔热作用，避免热失控气体从热失控电芯蔓延到邻近的电芯堆叠体中。
41.具体的，所述排气开缝呈“十”字型、“工”字型、“米”字型或圆弧形等任意形状。
42.如图2所示，本实施例还提供了一种电池包，包括电池包壳体、设置在电池包壳体内的电芯堆叠体4以及至少一个所述的排气式液冷板，所述电池包壳体内具有与液冷板本体1内部流道连通的进水管道和出水管道；所述排气式液冷板与所述电芯堆叠体4直接或间接接触布置；所述电池包壳体上设有防爆阀，所述电池包壳体内还形成有与所述防爆阀连通的排气通道，所述液冷板本体1的排气孔2与所述排气通道相连通。可通过排气孔将热失
控气体及时排放到排气通道，并通过排气通道利用防爆阀进行泄压。
43.具体的，所述液冷板本体1邻近所述电芯堆叠体4的一侧表面设有将排气孔2覆盖的绝缘膜。所述排气式液冷板与电芯堆叠体4直接接触或通过导热结构胶间接接触。所述排气式液冷板设置在所述电芯堆叠体4的侧面和/或顶面和/或底面，可以根据电芯堆叠体的布置方式，将排气式液冷板设置在电芯堆叠体的对应位置。通过设置带有排气孔的液冷板本体，当电池包内的电池模块发生热失控的时候，可以及时对热蔓延有效疏通以及定向喷发。
44.进一步的，可将所述排气式液冷板与形成电芯堆叠体4的多个电芯侧边均直接或间接接触布置，使每个电芯都能够与液冷板本体1接触散热。
45.其中，所述排气式液冷板背离所述电芯堆叠体4的一侧设有所述排气通道。例如，可在各相邻的两个液冷板本体1彼此相对的两个侧面之间，以及液冷板本体1与所述电池包壳体彼此相对的两个侧面之间均设有排气通道，所述排气孔2通过排气通道，能够将热失控气体进行泄压排放。
46.本实施例的电池包，可以将电芯堆叠体直接安装在电池包壳体内，利用液冷板本体进行结构限位，去除了模组这一阶层，少了独立模组壳体安装设计，液冷板本体相关的固定螺丝等结构件可直接安装在电池包壳体上，降低了电池系统材料成本。
47.考虑液冷板本体的排气孔设计对高温气体具有疏导作用，同时排气孔设计对于轻量化及热管理有较大影响。本发明试验了不同排气孔面积占比对排气效率和热管理的影响。通过具体实施例调整排气孔的尺寸和相对距离改变镂空面积，验证热失控防护。本发明中排气孔形状为排气孔面积占比在液冷板的密度为2％-8％。
48.试验例1
49.一种电池模块，所述电池模块两侧均与液冷板本体以导热结构胶粘结，液冷板本体上设置四层长条形结构排气孔，每层排气孔包含三组排气孔，每组排气孔包含了三个排气孔。其中，电芯为软包电芯，两块液冷板本体一侧表面的总面积为126949mm2，设置排气孔与电池模块接触部分使用绝缘膜将排气孔覆盖。排气孔两端的槽口半径为2.5mm，长度为20mm，相邻两个排气孔的距离为23mm，相邻两层排气孔的距离为27mm，排气孔总覆盖面积为3600mm2，多个排气孔覆盖面积站在所述液冷板本体一侧表面面积的2.7％。
50.试验例2
51.一种电池模块，所述电池模块两侧均与液冷板本体以导热结构胶粘结，液冷板本体上设置四层长条形结构排气孔，每层排气孔包含三组排气孔，每组排气孔包含了三个排气孔。其中，电芯为软包电芯，两块液冷板本体一侧表面的总面积为126949mm2，设置排气孔与电池模块接触部分使用绝缘膜将排气孔覆盖。排气孔两端的槽口半径为4mm，长度为25mm，相邻两个排气孔的距离为30mm，相邻两层排气孔的距离为30mm，排气孔总覆盖面积为7200mm2，多个排气孔覆盖面积站在所述液冷板本体一侧表面面积的5.4％。
52.试验例3
53.一种电池模块，所述电池模块两侧均与液冷板本体以导热结构胶粘结，液冷板本体上设置五层长条形结构排气孔，每层排气孔包含三组排气孔，每组排气孔包含了三个排气孔。其中，电芯为软包电芯，两块液冷板本体一侧表面的总面积为126949mm2，设置排气孔与电池模块接触部分使用绝缘膜将排气孔覆盖。排气孔两端的槽口半径为6mm，长度为
30mm，相邻两个排气孔的距离为30mm，相邻两层排气孔的距离为30mm，排气孔总覆盖面积为9720mm2，多个排气孔覆盖面积站在所述液冷板本体一侧表面面积的7.6％。
54.对上述试验例1～试验例3的电池模块分别触发热失控，触发条件相同，得到排气孔不同面积占比对触发热失控出现明火的影响，如表1所示。
55.表1排气孔不同面积占比对触发热失控出现明火的影响
56.排气孔面积占比排气孔喷射情况触发热失控出现明火的时间2.7％适中(喷射一般)大于2h5.4％中等(喷射多)45分钟7.6％偏多(喷射加剧)32分钟
57.由表1可知，排气孔不同面积占比，使排气孔喷射情况也不同，触发热失控出现明火的时间也不同。排气孔面积占比越大，排气孔喷射加剧，但是出现明火时间也相对较短；而排气孔面积占比越小，排气孔喷射一般，出现明火时间相对较长。因此，可平衡喷射的需要以及出现明火时间的长短，选择合适的排气孔面积占比范围。
58.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“顶”、“底”、“内”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
59.此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
60.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
61.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
63.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：

1.一种排气式液冷板，其特征在于，包括液冷板本体(1)，所述液冷板本体(1)包括相对设置的两个表面，所述液冷板本体(1)上开设有排气孔(2)，所述排气孔(2)贯通所述液冷板本体(1)的两个表面；所述液冷板本体(1)内形成有流道(12)，所述排气孔(2)贯通所述液冷板本体(1)的流道间隙(14)。2.根据权利要求1所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述液冷板本体(1)包括流道板(11)和至少一个面板(13)，所述流道板(11)上开设有流道(12)，所述面板(13)覆盖在所述流道板(11)的流道(12)上且与所述流道板(11)的流道间隙(14)贴合固定。3.根据权利要求2所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述面板(13)为两个，两个面板(13)分别固定在所述流道板(11)的两侧面上。4.根据权利要求2所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述流道板(11)一端的周侧边缘上开设有与流道(12)连通的水嘴(3)。5.根据权利要求1所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述排气孔(2)沿液冷板本体(1)对应的电芯堆叠体(4)的堆叠方向分多层排布或错落分布。6.根据权利要求1所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述液冷板本体(1)为一体成型结构。7.根据权利要求1所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述液冷板本体(1)背离所要连接的电芯堆叠体的一侧面设有防火隔热板，所述防火隔热板上对应所述排气孔(2)的位置设有排气开缝。8.根据权利要求7所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述排气开缝受到所对应的排气孔排出的热失控气体冲击时打开，且所述排气开缝背离所述排气孔的一侧受到热失控气体冲击时保持关闭。9.根据权利要求7所述一种排气式液冷板，其特征在于，所述防火隔热板与所述液冷板本体(1)之间通过卡接结构卡接固定或通过连接件连接固定或通过粘接固定。10.一种电池包，其特征在于，包括电池包壳体、设置在电池包壳体内的电芯堆叠体(4)以及至少一个权利要求1至9任一项所述的排气式液冷板，所述电池包壳体内具有与液冷板本体(1)内部流道连通的进水管道和出水管道；所述排气式液冷板与所述电芯堆叠体(4)接触布置；所述电池包壳体上设有防爆阀，所述电池包壳体内还形成有与所述防爆阀连通的排气通道，所述液冷板本体(1)的排气孔(2)与所述排气通道相连通。11.根据权利要求10所述一种电池包，其特征在于，所述排气式液冷板设置在所述电芯堆叠体(4)的侧面和/或顶面和/或底面，所述排气式液冷板与电芯堆叠体(4)直接接触或通过导热结构胶间接接触。12.根据权利要求10所述一种电池包，其特征在于，所述排气式液冷板设置在所述电芯堆叠体(4)的侧面和/或顶面和/或底面，所述排气式液冷板与形成电芯堆叠体(4)的多个电芯侧边直接或间接接触布置。13.根据权利要求10所述一种电池包，其特征在于，所述排气式液冷板背离所述电芯堆叠体(4)的一侧设有所述排气通道。

技术总结

本实用新型涉及一种排气式液冷板以及电池包，排气式液冷板包括液冷板本体，液冷板本体包括相对设置的两个表面，液冷板本体上开设有排气孔，排气孔贯通液冷板本体的两个表面；液冷板本体内形成有流道，排气孔贯通液冷板本体的流道间隙。电池包包括电池包壳体以及设置在电池包壳体内的电芯堆叠体和至少一个排气式液冷板，电池包壳体内具有与液冷板本体内部流道连通的进水管道和出水管道；排气式液冷板与电芯堆叠体接触布置。液冷板本体上开设排气孔，当电芯发生热失控时，可通过液冷板本体的排气孔进行排气，延长了电芯热失控发生明火的时间，使液冷板本体既具有液冷散热功能，也具有排气泄压功能，可对热蔓延有效疏通以及定向喷发。喷发。喷发。