本实用新型涉及热传导领域，具体而言，涉及一种液冷板及具有其的电池模组。
背景技术：
由于电池在低温环境时电池容量会降低，而且低温环境下电池的充放电过程会变得非常迟缓，如果电池长期处于这种低温环境下电池的容量会降低，电池可能无法正常启动，甚至电池的使用寿命也会降低。
电池在高温环境时由于温度过高，热量散发不出去，导致电池无法正常、迅速启动，甚至电池的使用寿命和安全性能也会受影响。
电池的充放电过程以及电池内部发生的化学反应等都会产生大量热量，当产生的热量超过电池的散热能力且没有有效的将热量导出去时，就会使电池内部的反应加快，产热速度加快，更多热量被快速释放出来，导致整个电池的温度超出正常的工作温度，同时也会导致整个电池不同部位的温度分布不均，影响电池的工作效率，甚至导致电池出现热失控，严重影响电池的安全性能。
现有的电池模组的热管理系统是以纯水冷板为导热部件，通过外部热源加热或者冷却液冷却，利用水泵使液体循环，从而达到加热或冷却电池的目的。
然而，现有技术中的电池模组的加热和冷却装置分开设置，导热效率低、散热速率慢且传热不够均匀，使电池模组温度不均匀，电池模组不能够均匀地高温冷却或低温加热，快速达到启动条件，甚至使用寿命和安全性能也会受到影响。此外，现有技术中的电池模组的加热和冷却装置安装工序多、耗时长，成本较高，电池模组的重量也会增加。在同样的充电时间和充电量下，由于电池模组重量增加而使电池模组的使用时间减少，电池的效率降低；同时在充电量不变的情况下，电池模组重量增加，能量密度也就会降低。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种液冷板及具有其的电池模组，以解决现有技术中的对电池模组进行冷却或加热的方式效率较低的问题。
为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种液冷板，包括：液冷板体，液冷板体上设置有流道和加热腔体，流道环绕加热腔体设置；加热模组，加热模组安装在加热腔体内，以通过向流道内通入冷却液使液冷板体实现冷却功能或者通过流道内的冷却液将加热模组所产生的热量分散以实现加热功能。
进一步地，流道和加热腔体均为开设在液冷板体上的孔或槽。
进一步地，流道包括：进液流道；出液流道，进液流道和出液流道连通并平行设置。
进一步地，进液流道和出液流道均为多个，流道还包括过渡流道，多个进液流道和多个出液流道均连通，以使多个进液流道内的冷却液经过渡流道进入多个出液流道内。
进一步地，液冷板体包括：进液区域，进液流道设置在进液区域内；出液区域，出液流道设置在出液区域内；其中，进液区域和出液区域均为条形结构且平行设置，进液区域的第一端和出液区域的第一端均与过渡流道连通。
进一步地，进液区域的第二端设置有第一堵头，出液区域的第二端设置有第二堵头，进液区域的第一端和出液区域的第一端之间设置有第三堵头，液冷板体上设置有第四堵头，第三堵头、第四堵头、进液区域的第一端以及出液区域的第一端围成过渡流道。
进一步地，加热腔体设置在进液区域和出液区域之间；和/或，液冷板体上设置有进水口和出水口，进水口设置在进液区域，出水口设置在出液区域。
进一步地，加热模组包括至少一个ptc加热芯片。
根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电池模组，包括：框架，框架具有容纳腔；电芯组模块，电芯组模块设置在容纳腔内；其中，框架的至少部分上述液冷板构成，以利用液冷板围成容纳腔。
进一步地，框架包括：两个端板和两个液冷板，两个端板相对设置，两个液冷板相对设置并设置在两个端板之间，以通过两个端板和两个液冷板围成容纳腔。
进一步地，电池模组还包括：导热垫，导热垫贴附在液冷板的内侧。
进一步地，框架包括与容纳腔连通的安装开口；电池模组还包括盖板，盖板用于盖设在安装开口上。
进一步地，电池模组还包括：pcb板，pcb板设置在容纳腔内；温度检测部件，温度检测部件设置在容纳腔内，以采集电芯组模块的相对应位置处的温度，pcb板与温度检测部件连接，以通过pcb板收集来自温度检测部件所采集的温度信息，以根据温度信息控制液冷板实现冷却功能或加热功能。
进一步地，温度检测部件为多个，各个温度检测部件均与电芯组模块的相应的铜排连接。
应用本实用新型的技术方案，由于液冷板包括：液冷板体和加热模组，液冷板体上设置有流道和加热腔体，流道环绕加热腔体设置，加热模组安装在加热腔体内，以通过向流道内通入冷却液使液冷板体实现冷却功能或者通过流道内的冷却液将加热模组所产生的热量分散以实现加热功能，解决了现有技术中对电池模组的进行冷却或加热的方式效率较低的问题。集集成式液冷板体上流道和加热腔体的一体化设计，减少了加工安装时间和工序，降低了制造成本，减轻了电池模组的重量，从而使电池的效率和能量密度都有所增加。在电池位于低温环境及时的均匀的给电池加热，快速的达到启动条件；在电池位于高温环境下或充放电环境下电池产生较大的热量时，均匀快速的为电池散热；能及时将电池模组调整到最适工作温度，有效的降低了电池模组的热失控风险，提高了电池的寿命。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了本实用新型的具有一种液冷板的电池模组的爆炸图；
图2示出了图1中的液冷板的外部结构图；
图3示出了图1中的液冷板的内部结构图；
图4示出了本实用新型的一种液冷板的加热模组的示意图；以及
图5示出了图1中的pcb板及温度检测部件的布置图。
1、框架；11、端板；12、液冷板；120、液冷板体；1201、流道；12011、进液流道；12012、过渡流道；12013、出液流道；1202、加热腔体；1203、第一堵头；1204、第二堵头；1205、第三堵头；1206、第四堵头；1207、进液区域；1208、出液区域；1209、进水口；1210、出水口；122、加热模组；13、容纳腔；2、导热垫；3、电芯组模块；31、电芯；311、第一电芯组件；312、第二电芯组件；313、第三电芯组件；32、铜排组件；321、第一铜排；322、第二铜排；323、第三铜排；324、第四铜排；4、pcb板；41、温度检测部件；411、第一温度检测部件；412、第二温度检测部件；5、盖板。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
本实用新型提供了一种液冷板，如图1所示，该液冷板包括：液冷板体120，液冷板体120上设置有流道1201和加热腔体1202，流道1201环绕加热腔体1202设置；加热模组122，加热模组122安装在加热腔体1202内，以通过向流道1201内通入冷却液使液冷板体120实现冷却功能或者通过流道1201内的冷却液将加热模组122所产生的热量分散以实现加热功能。
本实用新型中的液冷板通过在液冷板体120的液冷板体120上设置流道1201和加热腔体1202，并利用位于流道中间的加热腔体1202内的加热模组122用来提供热源，流道1201环绕加热腔体1202设置，这样，冷却液在流道1201内循环便可以实现传递热量，以达到加热或冷却效果，进而解决了现有技术中对电池模组进行冷却或加热的方式效率较低的问题。
具体地，如图4所示，加热模组为ptc加热模组。
如图2和图4所示，流道1201和加热腔体1202均为开设在液冷板体120上的孔或槽，不必再增增设其他的管道、加热腔等部件，液冷板12通过流道1201和加热腔体1202集加热和冷却功能为一体，减少了加工安装的时间和工序，降低了制造成本，减轻了电池模组的重量，相同的电量和工作模式下，电池模组工作的时间更长，从而使电池的效率和能量密度都有所增加。
可选地，流道1201和加热腔体1202是在液冷板体120加工时由铝材拉伸一体成型的，不需要其他连接方式。
如图4所示，流道1201包括：进液流道12011；出液流道12013，进液流道12011和出液流道12013连通并平行设置。
如图4所示，进液流道12011和出液流道12013均为多个，流道1201还包括过渡流道12012，多个进液流道12011和多个出液流道12013均连通，以使多个进液流道12011内的冷却液经过渡流道12012进入多个出液流道12013内，使冷却液能够均匀地分布在液冷板体120上，以达到均匀加热冷却的目的。
如图4所示，液冷板体120包括：进液区域1207，进液流道12011设置在进液区域1207内，出液区域1208，出液流道12013设置在出液区域1208内；其中，进液区域1207和出液区域1208均为条形结构且平行设置，进液区域1207的第一端和出液区域1208的第一端均与过渡流道12012连通。
如图4所示，进液区域1207的第二端设置有第一堵头1203，出液区域1208的第二端设置有第二堵头1204，进液区域1207的第一端和出液区域1208的第一端之间设置有第三堵头1205，液冷板体120上设置有第四堵头1206，第三堵头1205、第四堵头1206、进液区域1207的第一端以及出液区域1208的第一端围成过渡流道12012。
第一堵头1203、第二堵头1204、第三堵头1205和第四堵头1206将一体成型的液冷板体120上的流道1201和加热腔体1202分隔开来，使冷却液能够在流道1201内流通而不会到达液冷板体120的其他部位。
如图3和图4所示，加热腔体1202设置在进液区域1207和出液区域1208之间；和/或，液冷板体120上设置有进水口1209和出水口1210，进水口1209设置在进液区域1207，出水口1210设置在出液区域1208。冷却液通过外部水泵及管道流入进水口1209，从进水口1209进入到流道1201，再通过出水口1210流出流道1201。
加热腔体1202是由进液区域1207、出液区域1208以及第四堵头1206三者所围成的矩形区域，位于液冷板体120的中间位置。
液冷板体120上的进水口1209和出水口1210焊接在集成式液冷板体120上。
加热模组122包括至少一个ptc加热芯片。
具体地，加热模组122为多个ptc加热组件组成的模块，加热模组122装入加热腔体1202内，并由液压机压紧，加热模组122安装方式方便快捷，节省空间。
如图1所示，本实用新型还提供了一种电池模组，包括：框架1，框架1具有容纳腔13；电芯组模块3，电芯组模块3设置在容纳腔13内；其中，框架1的至少部分由上述的液冷板构成，以利用液冷板12围成容纳腔13。
在本实施例中，框架1包括：两个端板11和两个液冷板12，两个端板11相对设置，两个液冷板12相对设置并设置在两个端板11之间，以通过两个端板11和两个液冷板12围成容纳腔13。
可选地，端板11与集成液冷板12通过激光焊接的方式，焊接在一起来形成电芯组模块3排布固定的框架1，安装顺序为将导热垫2贴于液冷板12的内侧，之后将电芯组模块3安装固定于框架1内，再将pcb板4连接安装在电芯组模块3上，最后将盖板5盖上。
由液冷板12直接取代传统电池模组的左右两侧侧板，和传统的液冷方式相比，相当于去掉了部分重量，减少了安装工序，为提高能量密度带来了好处。
如图1所示，电池模组还包括：导热垫2，导热垫2贴附在液冷板的内侧电芯组模块3的外侧，液冷板12和电芯组模块3之间由导热垫传递热量，达到更快地加热或冷却的目的。
具体地，导热垫2为导热硅胶垫，导热硅胶垫具有一定的柔韧性，优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性，能够填充缝隙，完成发热部位与散热部位之间的热传递，能够满足电池模组小型化要求，除导热外，导热硅胶垫还能起到绝缘、减震的作用。
在本实施例中，框架1包括与容纳腔13连通的安装开口；电池模组还包括盖板5，盖板5用于盖设在安装开口上。
具体地，盖板5的材质为塑料，塑料盖板加工简单，成本低，耗时短，且减小了电池模组的重量，有利于提高电池模组的效率和能量密度。
如图5所示，电池模组还包括：pcb板4，pcb板4设置在容纳腔13内；温度检测部件41，温度检测部件41设置在容纳腔13内，以采集电芯组模块3的相对应位置处的温度，pcb板4与温度检测部件41连接，以通过pcb板4收集来自温度检测部件41所采集的温度信息，再将收集到的信息传递到电池管理系统，电池管理系统根据温度信息发出指令控制液冷板的冷却功能或加热功能启动。盖板5用于盖设在安装开口处、pcb板4上，对pcb板4和电芯组模块3起到保护作用。
具体地，温度检测部件41为多个，各个温度检测部件41均与电芯组模块3的相应的铜排连接。
具体地，电芯组模块3包括多个电芯31，多个电芯31，电芯组模块3的由多个电芯31并联和/或串联组成，其中，多个电芯31正极和正极连接、负极和负极连接，从而并联形成电芯组模块3；和/或，多个电芯31两两正极和负极首尾连接，从而串联形成电芯组模块3；和/或，电芯组模块3的多个电芯31中的至少2个以上电芯31正极和正极连接、负极和负极连接，从而并联成1个电芯组件，电芯组模块3的多个电芯31并联成至少2个以上电芯组件，至少2个以上电芯组件之间又两两正负极首尾相连，以串联形成电芯组模块3。
如图5所示，在本申请的实施例中，，多个电芯31为12个，12个电芯31排成一排；每4个电芯31正极和正极连接、负极和负极连接，从而并联成1个电芯组件，12个电芯31共有3个并联成的电芯组件，第一电芯组件311的正极和第二电芯组件312的负极串联，第二电芯组件312的正极和第三电芯组件313的负极串联。
在本申请的实施例中，如图5所示，电芯组模块3还包括铜排组件32，各个电芯31之间、电芯组件之间的串联和并联都是由铜排组件32所连接实现的，温度检测部件41为多个，各个温度检测部件41均与用于与连接电芯组模块3中多个电芯31的铜排组件32连接。铜排组件32包括第一铜排321，第二铜排322，第三铜排323和第四铜排324，其中：
第一铜排321与图5中的电芯组模块3从右往左数第一端正数第1至4个电芯31的正极相连接，以形成第一电芯组件311的并联正极；
第二铜排322与图5中电芯组模块3从右往左数第一端正数第1至4个电芯31的负极以及第5至8个电芯31的正极相连接，以形成第一电芯组件311的并联负极、第二电芯组件312的并联正极以及第二电芯组件312和第一电芯组件311的串联正负极；
第三铜排323与图5中电芯组模块3从右往左数第一端正数第5至8个电芯31的负极以及第9至12个电芯31的正极相连接，以形成第二电芯组件312的并联负极、第三电芯组件313的并联负极以及第三电芯组件313和第二电芯组件312的串联正负极；
第四铜排324与图5中电芯组模块3从右往左数第一端正数第9至12个电芯31的负极相连接，以形成第三电芯组件313的并联负极。
具体地，在本申请的实施例中，如图5所示，电芯组模块3的温度检测部件41为2个，分别为第一温度检测部件411和第二温度检测部件412，第一温度检测部件411设置在第二铜排322上，第二温度检测部件412设置在第三铜排323上。各个温度检测部件41分别测量铜排组件32的温度，而铜排组件32的温度由所连接的电芯31的温度决定，则各个温度检测部件41实际测量的是各电芯31的温度，由于各铜排将所有电芯31连接起来，因此温度检测部件41能够测量到所有电芯31的温度，可以保证加热或冷却功能能够在将所有电芯31的温度都达到正常工作温度后才停止。
以下为本实施例中的液冷板的工作原理及工作过程：
冷却功能：
一方面，在高温环境下，当电池模组内的电芯组模块3需要散热时，则可通过外部水泵及管道将冷却液由进水口1209送入液冷板体120的流道1201中，从而使得冷却液在液冷板体120的流道1201内形成循环，电芯组模块3通过导热垫2将热量传导到液冷板体120，液冷板体120能够通过冷却液在流道1201内循环来将热量带走，以达到散热的效果。
另一方面，电池的充放电以及电池内部的化学反应等都会产生大量热量，当产生的热量超过了电池的散热能力并且没有有效的将热量导出去的时候，就会导致电池内部的反应加快，产热迅速增加，大量的热量被迅速释放出来，导致整个电池模组的温度超出正常的工作温度，同时也会导致整个电池模组不同部位的温度分布不均匀，从而影响电池系统的工作效率，甚至导致电池系统出现热失控，严重影响电池的安全性能，因此为了避免这种现象的出现，集加热和冷却为一体的液冷板的冷却功能将会介入来有效的降低温度。
首先，通过pcb板4收集来自各个温度探头所反馈的采温情况；再将收集到的信息传递到电池管理系统，通过电池管理系统发出指令，将集加热和冷却为一体的液冷板的冷却功能启动，将外部安装的水泵启动，将冷却液在液冷板体120的流道1201内形成循环，进而将整个系统的温度均匀的带走，从而保证了整个电池模组能在正常的温度下工作，也避免了电池热失控的发生，大大的提高了这个电池模组的安全性。
加热功能：
一方面，在低温环境下，电池模组无法正常启动，因此需要有热源给电池模组进行均匀加热，此时就可以启动位于液冷板体120的流道1201中间的加热腔体1202内的ptc加热模组122来提供热源。为了能够使电池模组内的电芯组模块3得到均匀加热，此时可以开启外部的水泵将冷却液通过进水口1209送入流道1201内，以形成液路循环。这时，通过加热腔体1202内的ptc加热模组122加热，冷却液就会被均匀的加热并通过液冷板体120的流道1201围绕着整个电池模组循环起来，从而达到电芯组模块3被均匀加热的目的，当电芯组模块3被加热后整个电池模组就能够正常的启动了。
另一方面，由于锂电池在低温环境时电池容量会降低，而且低温环境下电池的充放电过程会变得非常迟缓，如果电池长期处于这种低温环境下不但电池的容量会降低，而且电池的使用寿命也会降低，所以为了保证低温环境下电池容量不降低、充放电不变慢以及寿命不降低，集加热和冷却为一体的液冷板12就会启动其加热功能。
首先，通过pcb板4收集来自各个温度检测部件41所反馈的采温情况，再将收集到的信息传递到电池管理系统，通过电池管理系统发出指令，以将液冷板体120的加热腔体1202内的ptc加热模组122启动以进行加热。同时，启动系统外部所配置的水泵，将冷却液在流道1201中流动。随着被加热的冷却液在整个系统内循环，电池会被均匀的加热到最合适的工作温度，不但防止了传统的加热方式中受热不均匀的情况，还有效的保证了电池容量不降低、电池充放电速率不变慢以及寿命不降低。
另外，ptc加热模组具有自动控温的特性，因此有效的防止了加热过程中热失控现象的发生。
从以上的描述中，可以看出，根据本实用新型的上述实施例，通过在液冷板体120的液冷板体120上设置流道1201和加热腔体1202，位于流道中间的加热腔体1202内的加热模组122用来提供热源，流道1201环绕加热腔体1202设置，冷却液在流道1201内循环来传递热量，以达到加热或冷却效果，解决了现有技术中对电池模组进行冷却或加热的方式效率较低、散热速率慢、传热不均匀，且安装工序多、耗时长、生产成本高以及由于电池模组重量增加而导致电池模组的效率和能量密度降低的问题。
在本实施例中，液冷板体120、流道1201以及加热腔体1202的一体化设计，减少了加工安装的时间和工序，降低了制造成本，减轻了电池模组的重量，相同的电量和工作模式下，电池模组工作的时间更长，从而使电池的效率和能量密度都有所增加。
电池位于低温环境时及时均匀地给电池加热，快速的达到启动条件；电池位于高温环境下或充放电环境下电池产生较大的热量时，均匀快速地为电池散热；通过加热模组122与液冷板体120集成得到的集加热和冷却为一体的液冷板，能及时将电池模组调整到最适合的工作温度，有效的降低了电池模组的热失控风险，提高了电池的寿命。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种液冷板，其特征在于，包括：
液冷板体(120)，所述液冷板体(120)上设置有流道(1201)和加热腔体(1202)，所述流道(1201)环绕所述加热腔体(1202)设置；
加热模组(122)，所述加热模组(122)安装在所述加热腔体(1202)内，以通过向所述流道(1201)内通入冷却液使所述液冷板体(120)实现冷却功能或者通过所述流道(1201)内的冷却液将所述加热模组(122)所产生的热量分散以实现加热功能。
2.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述流道(1201)和所述加热腔体(1202)均为开设在所述液冷板体(120)上的孔或槽。
3.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述流道(1201)包括：
进液流道(12011)；
出液流道(12013)，所述进液流道(12011)和所述出液流道(12013)连通并平行设置。
4.根据权利要求3所述的液冷板，其特征在于，所述进液流道(12011)和所述出液流道(12013)均为多个，所述流道(1201)还包括过渡流道(12012)，多个所述进液流道(12011)和多个所述出液流道(12013)均连通，以使多个所述进液流道(12011)内的冷却液经所述过渡流道(12012)进入多个所述出液流道(12013)内。
5.根据权利要求4所述的液冷板，其特征在于，所述液冷板体(120)包括：
进液区域(1207)，所述进液流道(12011)设置在所述进液区域(1207)内；
出液区域(1208)，所述出液流道(12013)设置在所述出液区域(1208)内；
其中，所述进液区域(1207)和所述出液区域(1208)均为条形结构且平行设置，所述进液区域(1207)的第一端和所述出液区域(1208)的第一端均与所述过渡流道(12012)连通。
6.根据权利要求5所述的液冷板，其特征在于，所述进液区域(1207)的第二端设置有第一堵头(1203)，所述出液区域(1208)的第二端设置有第二堵头(1204)，所述进液区域(1207)的第一端和所述出液区域(1208)的第一端之间设置有第三堵头(1205)，所述液冷板体(120)上设置有第四堵头(1206)，所述第三堵头(1205)、所述第四堵头(1206)、所述进液区域(1207)的第一端以及所述出液区域(1208)的第一端围成所述过渡流道(12012)。
7.根据权利要求5所述的液冷板，其特征在于，
所述加热腔体(1202)设置在所述进液区域(1207)和所述出液区域(1208)之间；和/或，
所述液冷板体(120)上设置有进水口(1209)和出水口(1210)，所述进水口(1209)设置在所述进液区域(1207)，所述出水口(1210)设置在所述出液区域(1208)。
8.根据权利要求1所述的液冷板，其特征在于，所述加热模组(122)包括至少一个ptc加热芯片。
9.一种电池模组，其特征在于，包括：
框架(1)，所述框架(1)具有容纳腔(13)；
电芯组模块(3)，所述电芯组模块(3)设置在所述容纳腔(13)内；
其中，所述框架(1)的至少部分由权利要求1至8中任一项所述的液冷板构成，以利用液冷板(12)围成所述容纳腔(13)。
10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述框架(1)包括：
两个端板(11)和两个所述液冷板(12)，两个所述端板(11)相对设置，两个所述液冷板(12)相对设置并设置在两个所述端板(11)之间，以通过两个所述端板(11)和两个所述液冷板(12)围成所述容纳腔(13)。
11.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括导热垫(2)，所述导热垫(2)贴附在所述液冷板的内侧。
12.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述框架(1)包括与所述容纳腔(13)连通的安装开口；所述电池模组还包括盖板(5)，所述盖板(5)用于盖设在所述安装开口上。
13.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述电池模组还包括：
pcb板(4)，所述pcb板(4)设置在所述容纳腔(13)内；
温度检测部件(41)，所述温度检测部件(41)设置在所述容纳腔(13)内，以采集所述电芯组模块(3)的相对应位置处的温度，所述pcb板(4)与所述温度检测部件(41)连接，以通过所述pcb板(4)收集来自所述温度检测部件(41)所采集的温度信息，以根据所述温度信息控制所述液冷板实现冷却功能或加热功能。
14.根据权利要求13所述的电池模组，其特征在于，所述温度检测部件(41)为多个，各个所述温度检测部件(41)均与所述电芯组模块(3)的相应的铜排连接。
技术总结