CN111276769A - 模块化集液管和包括模块化集液管的电池冷却器 - Google Patents

Abstract

一种模块化集液管(10)，其特征在于，所述模块化集液管(10)包括至少两个集液管单元(10u)，所述集液管单元(10u)之间通过连接结构(4)相互连接，所述连接结构(4)包括分别位于集液管单元(10u)两端的公配合端(5)和母配合端(7)，其中，所述集液管单元(10u)、公配合端(5)和母配合端(7)具有扁平形式的截面，且其中，所述母配合端(7)包括用于接收所述公配合端(5)的腔室(75)，所述腔室(75)具有侧向开口(70)，所述公配合端(5)能够沿插入方向经由所述侧向开口(70)插入所述腔室(75)并通过卡扣配合锁定在所述腔室(75)内部。

Description

模块化集液管和包括模块化集液管的电池冷却器

技术领域

本发明涉及一种模块化集液管以及和包括模块化集液管的电池冷却器，所述电池冷却器例如配备在新能源汽车的电池包中。

背景技术

随着新能源汽车，特别是纯电动汽车的行驶里程越来越长，电池模组的数量和能量密度越来越大。当在高功率和封闭包装的电池单元构造下工作时，电池产生极易发热且出现温度不均匀现象，这将对电池使用效率、可靠性和寿命造成不利影响。因此，需要采用电池冷却器对工作中的电池进行降温，优化电池性能和寿命。

不同的传热介质对系统换热性能有很大的影响，传统空气冷却所提供的换热量不足以满足高制冷量的需求，另外空气与电池壁面之间换热系数低，冷却速度慢。在冷却效率方面，液冷式电池模组是较佳的选择。

对于电池冷却器不同部件之间的连接，现有的液冷式电池冷却器一般采用整体钎焊工艺，生产成本居高不下，且内部清洁度不好控制。

现有技术中公开了采用机械式集液管，即液冷式电池冷却器的不同部件之间以机械的方式连接。然而，现有的机械式集液管的截面大多是圆形的。一方面，汽车垂直高度非常宝贵，电池包的垂直方向空间非常有限，圆形截面的集液管占用了较多的垂直高度。另一方面，圆形截面的集液管压降高，流量均匀性较难控制。

发明内容

本发明的目的在于至少解决上述问题，并提供一种具有扁平截面的模块化集液管。

根据本发明的一个方面，提出了一种模块化集液管，其包括至少两个集液管单元，所述集液管单元之间通过连接结构相互连接，所述连接结构包括分别位于集液管单元两端的公配合端和母配合端，其中，所述集液管单元、公配合端和母配合端具有扁平形式的截面，且其中，所述母配合端包括用于接收所述公配合端的腔室，所述腔室具有侧向开口，所述公配合端能够沿插入方向经由所述侧向开口插入所述腔室并通过卡扣配合锁定在所述腔室内部。

优选地，所述母配合端包括具有凸部的弹性舌片，所述公配合端包括与所述弹性舌片配合的锁定槽，所述凸部接收在所述锁定槽中，从而沿所述插入方向将所述公配合端锁定在所述母配合端的腔室内部。

优选地，所述弹性舌片的凸部包括止挡面，所述锁定槽具有配合止挡面，所述止挡面抵靠所述锁定槽的配合止挡面，从而沿插入方向将所述公配合端锁定在所述母配合端的腔室内部。由此，可防止公配合端沿着与所述插入方向相反的方向从母配合端的腔室中脱出。

优选地，所述公配合端包括平行于所述插入方向延伸的引导凹槽，所述母配合端包括与所述引导凹槽协作的引导肋。

除了起到对插入过程的引导作用之外，母配合端的引导肋与公配合端的引导凹槽的配合还能够实现母配合端和公配合端沿着集液管单元的纵向方向的锁定，即防止公配合端沿着与插入方向垂直的方向从母配合端的腔室中脱出。

根据本发明的一个实施例，所述公配合端的引导凹槽和锁定槽沿所述插入方向对齐，所述母配合端的引导肋和弹性舌片的凸部沿所述插入方向对齐。

优选地，所述弹性舌片的凸部包括斜面，所述公配合端在引导凹槽的一端包括配合斜面，所述斜面和所述配合斜面滑动接触。

根据本发明的一个实施例，所述连接结构还包括密封构件，所述密封构件被压紧在所述公配合端和所述母配合端之间，以实现不同集液管单元之间的密封连接。

有利地，所述公配合端的纵向端面相对于所述公配合端的插入方向倾斜地延伸，所述母配合端的腔室的接收面也相对于所述公配合端的插入方向倾斜地延伸，所述密封构件被压紧在所述公配合端的纵向端面和所述母配合端的腔室的接收面之间。

由于密封构件以过盈配合的方式安装在公配合端和母配合端之间，公配合端的插入过程需要操作者施加一定大小的作用力。公配合端的纵向端面和母配合端的腔室的接收面的倾斜构造可使得减小将公配合端插入至母配合端所需的作用力。

根据本发明的另一个方面，提出了一种电池冷却器，其包括进液管、出液管和连接在所述进液管、出液管之间的冷却管路，其中，所述进液管和所述出液管为如前述权利要求中任一项所述的模块化集液管。

根据本发明的模块化集液管至少具备如下优势：

1、集液管单元之间通过连接结构相互连接，以适应不同尺寸的电池冷却器的加工要求，且连接结构为塑料件，加工方便，模块化程度高，节约了成本；

2、模块化集液管的截面设计成扁平状，既保证了电动汽车电池包的垂直空间，又保证了在水平方向上有足够的空间满足系统流量分配和压降要求。

附图说明

通过下面的附图本领域技术人员将对本发明内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本发明内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本发明内容的范围。

图1以透视图的形式示出了根据本发明的包括模块化集液管的电池冷却器；

图2以分解图的形式示出了包括两个集液管单元的模块化集液管；

图3在不同的视图中示出了根据本发明的模块化集液管的母配合端；

图4在不同的视图中示出了根据本发明的模块化集液管的公配合端；以及；

图5以截面图的形式示出了根据本发明的模块化集液管，其中公配合端插入在母配合端中。

具体实施方式

在根据本发明的各种示例性结构的以下描述中，参考了附图，附图形成了本发明的一部分，并且其中通过图示的方式示出了其中可以实践本发明的各方面的各种示例性实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下可以利用部件和系统的其他特定布置，并且可以进行结构和功能修改。此外，虽然在本说明书中可以使用术语“上”、“下”、“左”、“右”等来描述本发明的各种示例性特征和元件，但是这里使用这些术语是为了方便起见，例如，基于图中所示的示例性取向或典型使用期间的取向。本说明书中的任何内容都不应被解释为需要结构的特定三维取向以便落入本发明的范围内。此外，读者须知附图未必按比例绘制。

图1示出了根据本发明的一个实施例的电池冷却器。如图所示，电池冷却器包括多个冷却管路3，冷却液在冷却管路3中流通并与位于冷却管路3附近的电池模组进行热交换。电池冷却器还包括与多个冷却管路3的端部连接的进液管1和出液管2。进液管1将流入的冷却液分配至各个冷却管路3中，出液管2收集来自各个冷却管路3的冷却液并将其排出。

有利地，进液管1和出液管2均为模块化集液管10。在本发明的语境下，所谓模块化集液管10是指，集液管可由至少两个集液管单元10u组成，不同的集液管单元10u之间可通过连接结构4相互连接，从而形成长度可适配的集液管。

不同汽车生产厂商会对电池模组的尺寸提出不同的需求，相应地，电池冷却器的尺寸需要适应电池模组尺寸的变化。采用模块化集液管10的优点在于，模块化集液管10形式的进液管1和出液管2能够通过增加或减少所连接的集液管单元10u的数量的方式来满足电池模组的不同尺寸需求，允许以简单、快速且经济的方式完成电池冷却器的制造和装配。

图2以分解图的形式示出了包括两个集液管单元10u的模块化集液管10。其中，两个集液管单元10u之间通过连接结构4相互连接。连接结构4包括位于每个集液管单元10u一端的公配合端5和位于每个集液管单元10u的另一端的母配合端7。公配合端5和母配合端7构成集液管单元10u的一部分。特别地，所述集液管单元10u由塑料材料形成。根据本发明的一个实施例，所述集液管单元10u，包括公配合端5和母配合端7在内一体注塑成型。

根据本发明一个优选的实施例，集液管单元10u、公配合端5和母配合端7均具有扁平形式的截面。母配合端7的大体矩形的扁平截面具有上下两条长度较长的长边和左右两条长度较短的短边。同样地，公配合端5的大体矩形的扁平截面也具有上下两条长度较长的长边和左右两条长度较短的短边。与圆形截面的集液管相比，扁平截面的集液管既减少了集液管所占用的电动汽车电池包内的垂直空间，又改善了集液管内的压降和流量均匀性。

如图2所示，两个集液管单元10u首尾相接地放置，即第一个集液管单元10u的公配合端5和第二个集液管单元10u的母配合端7相对。通过将公配合端5插入至母配合端7中，可实现两个集液管单元10u之间的机械连接。此外，连接结构4还包括密封构件6，用于在公配合端5和母配合端7之间形成密封连接。

虽然图2中仅示出了两个集液管单元10u，显然模块化集液管10单元可以包括多于两个集液管单元10u。每个集液管单元10u的构造相同，其均包括一端的公配合端5和位于另一端的母配合端7。相邻两个集液管单元10u首尾相接，密封构件6设置于相邻两个集液管单元10u之间，实现多于两个集液管单元10u之间的连接。

以下参考图3至图5详细地介绍根据本发明的集液管单元10u的连接结构4。

图3以俯视图和透视图的形式示出了根据本发明的集液管单元10u的母配合端7。图4则以俯视图和透视图的形式示出了根据本发明的集液管单元10u的公配合端5。

根据本发明的一个示例性实施例，如图3所示，母配合端7包括用于接收公配合端5的腔室75。所述腔室75在一侧具有侧向开口70。所述侧向开口70有利地设置在母配合端7的一个短边处。所述公配合端5能够沿插入方向经由该侧向开口70插入腔室75，并例如以卡扣配合的方式锁定在腔室75内部。

为将公配合端5锁定在腔室75内部，母配合端7可包括具有凸部72的弹性舌片71。所述弹性舌片71例如是分别设置在母配合端7的上下两条长边处的悬臂结构形式的两个弹性舌片71。弹性舌片71的凸部72突起进入母配合端7的腔室75内部，以形成弹性卡扣。优选地，弹性舌片71靠近母配合端7的侧向开口70设置，而更远离没有形成侧向开口70的另一条短边。

对应地，如图4所示，在根据本发明的一个示例性实施例中，公配合端5可包括与所述弹性舌片71的凸部72配合的锁定槽52。所述锁定槽52例如分别设置在公配合端5的上下两条长边处。通过将凸部72接收在锁定槽52中，可以沿所述插入方向将公配合端5锁定在母配合端7的腔室75内部。

优选地，还可为公配合端5至母配合端7的插入动作设置引导机构。根据本发明的一个示例性实施例，公配合端5可包括平行于所述插入方向延伸的引导凹槽53，母配合端7可包括同样平行于所述插入方向延伸的、与所述引导凹槽53协作的引导肋73。所述引导凹槽53例如分别设置在公配合端5的上下两条长边处，所述引导肋73例如分别设置在母配合端7的上下两条长边处。

优选地，公配合端5的引导凹槽53和锁定槽52沿所述插入方向对齐，母配合端7的引导肋73和弹性舌片71的凸部72沿所述插入方向对齐。由此，在插入过程开始时，母配合端7的弹性舌片71的凸部72首先沿着公配合端5的引导凹槽53滑动，以引导公配合端5的插入。随着公配合端5进一步插入至母配合端7的腔室75内部，母配合端7的引导肋73与公配合端5的引导凹槽53接合，继续引导公配合端5的插入直至到达最终锁定状态。

除了起到对插入过程的引导作用之外，母配合端7的引导肋73与公配合端5的引导凹槽53的配合还能够实现母配合端7和公配合端5沿着集液管单元10u的纵向方向的锁定，即防止公配合端5沿着与插入方向垂直的方向从母配合端7的腔室75中脱出。

模块化集液管10的连接结构4还可包括密封构件6，密封构件6被构造为压紧在公配合端5和母配合端7之间。

根据本发明的一个示例性实施例，所述连接结构4还包括密封构件6，所述密封构件6被构造为压紧在公配合端5的纵向端面54和母配合端7的腔室75的接收面74之间。然而，根据本发明的密封构件6不限于上述放置方式，可以设想将密封构件6设置在公配合端5和母配合端7之间的其他位置，例如在公配合端5和母配合端7其他相对的表面处设置相应的凹槽，以容纳密封构件6。

优选地，公配合端5的纵向端面54相对于公配合端5的插入方向倾斜地延伸，母配合端7的腔室75的接收面74也相对于公配合端5的插入方向倾斜地延伸。密封构件6被构造为压紧在所述公配合端5的纵向端面54和所述母配合端7的腔室75的接收面74之间。由于密封构件6以过盈配合的方式安装在公配合端5和母配合端7之间，公配合端5的插入过程需要操作者施加一定大小的作用力。公配合端5的纵向端面54和母配合端7的腔室75的接收面74的倾斜构造可使得减小将公配合端5插入至母配合端7所需的作用力。

图5以截面的形式示出了在最终锁定状态下相互配合的公配合端5和母配合端7。

母配合端7的弹性舌片71的凸部72可包括止挡面72b和斜面72a。所述止挡面72b沿垂直于母配合端7的长边的方向延伸。可选地，弹性舌片71的凸部72可在止挡面72b和斜面72a之间包括平行于母配合端7的长边的方向延伸的过渡表面。

公配合端5的锁定槽52可包括配合止挡面52b，其沿垂直于公配合端5的长边的方向延伸。公配合端5在引导凹槽53的靠近锁定槽52的一端包括配合斜面53a。可选地，公配合端5在引导凹槽53的配合斜面53a和锁定槽52的配合止挡面52b之间可包括与公配合端5的上表面平齐的过渡区段。在图5的截面视图中，引导凹槽53的配合斜面53a、过渡区段和锁定槽52的配合止挡面52b呈现出局部突起部的形状。

在公配合端5插入母配合端7的过程中，弹性舌片71的凸部72沿着公配合端5的引导凹槽53滑动，直至弹性舌片71的凸部72的斜面72a与引导凹槽53的配合斜面53a接合。随着公配合端5的继续插入，弹性舌片71将从其初始位置发生挠曲变形而朝向与母配合端7的腔室75相反的方向弯曲。弹性舌片71的凸部72的斜面72a与引导凹槽53的配合斜面53a滑动接触，然后弹性舌片71的凸部72的过渡表面与公配合端5的过渡区段滑动接触，直至引导凹槽53的配合斜面53a、过渡区段和锁定槽52的配合止挡面52b形成的局部突起部沿插入方向移动越过弹性舌片71的凸部72。弹性舌片71恢复其初始位置，且弹性舌片71的凸部72被接收在锁定槽52中。此时，公配合端5和母配合端7到达最终锁定状态。弹性舌片71的凸部72的止挡面72b抵靠锁定槽52的配合止挡面52b，从而防止公配合端5沿着与所述插入方向相反的方向从母配合端7的腔室75中脱出。

根据本发明的模块化集液管至少具备如下优势：

1、集液管单元之间通过连接结构相互连接，以适应不同尺寸的电池冷却器的加工要求，且连接结构为塑料件，加工方便，模块化程度高，节约了成本；

2、模块化集液管的截面设计成扁平状，既保证了电动汽车电池包的垂直空间，又保证了在水平方向上有足够的空间满足系统流量分配和压降要求。

以上对结合附图提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种模块化集液管(10)，其特征在于，所述模块化集液管(10)包括至少两个集液管单元(10u)，所述集液管单元(10u)之间通过连接结构(4)相互连接，所述连接结构(4)包括分别位于集液管单元(10u)两端的公配合端(5)和母配合端(7)，其中，所述集液管单元(10u)、公配合端(5)和母配合端(7)具有扁平形式的截面，且其中，所述母配合端(7)包括用于接收所述公配合端(5)的腔室(75)，所述腔室(75)具有侧向开口(70)，所述公配合端(5)能够沿插入方向经由所述侧向开口(70)插入所述腔室(75)并通过卡扣配合锁定在所述腔室(75)内部。

2.如权利要求1所述的模块化集液管(10)，其中，所述母配合端(7)包括具有凸部(72)的弹性舌片(71)，所述公配合端(5)包括与所述弹性舌片(71)配合的锁定槽(52)，所述凸部(72)接收在所述锁定槽(52)中，从而沿所述插入方向将所述公配合端(5)锁定在所述母配合端(7)的腔室(75)内部。

3.如权利要求2所述的模块化集液管(10)，其中，所述弹性舌片(71)的凸部(72)包括止挡面(72b)，所述锁定槽(52)具有配合止挡面(52b)，所述止挡面(72b)抵靠所述锁定槽(52)的配合止挡面(52b)，从而沿插入方向将所述公配合端(5)锁定在所述母配合端(7)的腔室(75)内部。。

4.如权利要求2所述的模块化集液管(10)，其中，所述公配合端(5)包括平行于所述插入方向延伸的引导凹槽(53)，所述母配合端(7)包括与所述引导凹槽(53)协作的引导肋(73)。

5.如权利要求4所述的模块化集液管(10)，其中，所述公配合端(5)的引导凹槽(53)和锁定槽(52)沿所述插入方向对齐，所述母配合端(7)的引导肋(73)和弹性舌片(71)的凸部(72)沿所述插入方向对齐。

6.如权利要求5所述的模块化集液管(10)，其中，所述弹性舌片(71)的凸部(72)包括斜面(72a)，所述公配合端(5)在引导凹槽(53)的一端包括配合斜面(53a)，所述斜面(72a)和所述配合斜面(53a)滑动接触。

7.如权利要求1至6中任一项所述的模块化集液管(10)，其中，所述连接结构(4)还包括密封构件(6)，所述密封构件(6)被构造为压紧在所述公配合端(5)和所述母配合端(7)之间。

8.如权利要求7所述的模块化集液管(10)，其中，所述公配合端(5)的纵向端面(54)相对于所述公配合端(5)的插入方向倾斜地延伸，所述母配合端(7)的腔室(75)的接收面(74)也相对于所述公配合端(5)的插入方向倾斜地延伸，所述密封构件(6)被构造为压紧在所述公配合端(5)的纵向端面(54)和所述母配合端(7)的腔室(75)的接收面(74)之间。

9.一种电池冷却器，其包括进液管(1)、出液管(2)和连接在所述进液管(1)、出液管(2)之间的冷却管路(3)，其中，所述进液管(1)和所述出液管(2)为如前述权利要求中任一项所述的模块化集液管(10)。

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