CN106816670B - 导热装置及电源装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种导热装置及电源装置。导热装置包括：设置于电池模组中用于支撑电池模组中的单体电池的支撑件。支撑件内开设有容纳腔室，容纳腔室内设置有导热结构，导热结构将容纳腔室划分为多个子腔室，每个子腔室中填充有储热材料，各子腔室中的储热材料通过导热结构进行热传递。如此，可以提高容纳腔室中的储热材料的导热效率，热量分布更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及电池热管理技术领域，具体而言，涉及一种导热装置及电源装置。
背景技术
随着环境污染的加剧，纯电动汽车和混合动力汽车因其能够大幅消除甚至零排放汽车尾气的优势，受到政府及汽车制造企业的重视。然而，应用于电动汽车的电池模组在工作过程中会产生大量的热量，当产生的热量无法及时排出时，电池模组的温度会不断上升，从而影响电池模组的使用寿命。
经发明人研究发现，现有的电池模组一般通过支撑件固定和支撑电池模组中的单体电池，支撑件内填充有石蜡等能够吸收热量的储热材料。然而，现有支撑件中填充的储热材料传热效率低，会导致距离电池模组近的地方热量高，距离电池模组远的地方热量低，使得支撑件内热量分布不均匀，最终影响到整个电池模组的散热效果。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种导热装置及电源装置，以改善上述问题。
为了达到上述目的，本发明较佳实施例提供一种导热装置，应用于电池模组，所述导热装置包括：
设置于电池模组中用于支撑所述电池模组中的单体电池的支撑件；
所述支撑件内开设有容纳腔室，所述容纳腔室内设置有导热结构，所述导热结构将所述容纳腔室划分为多个子腔室。每个子腔室中填充有储热材料，各子腔室中的储热材料通过所述导热结构进行热传递。
优选地，在上述导热装置中，所述导热结构包括第一导热件以及多个第二导热件，所述多个第一导热件沿所述支撑件的宽度方向设置，所述多个第二导热件沿所述支撑件的长度方向间隔设置，每个所述第二导热件穿过所述多个第一导热件，将所述容纳腔室划分为多个子腔室。
优选地，在上述导热装置中，所述导热结构为多孔金属制作而成的、形状和大小与所述中空腔体相契合的结构，所述多孔金属的孔隙中填充有所述储热材料。
优选地，在上述导热装置中，所述多孔金属为泡沫金属或海绵金属。
优选地，在上述导热装置中，所述导热结构的侧壁设置有加热结构。
优选地，在上述导热装置中，所述储热材料为相变储热材料。
优选地，在上述导热装置中，所述电池模组包括多层子模组，所述导热装置包括多个支撑件，每个所述支撑件设置于相邻两层子模组之间。
优选地，在上述导热装置中，所述支撑件的相对两侧分别开设有至少一个容置槽，所述容置槽用于收容所述电池模组中的单体电池。
优选地，在上述导热装置中，所述容置槽的形状和大小与所述单体电池的形状和大小相契合。
本发明实施例还提供一种电源装置，所述电源装置包括具有多个单体电池的电池模组及本发明提供的导热装置。
本发明提供的导热装置及电源装置，通过在支撑件内设置导热结构，将所述支撑件内的容纳腔室划分为多个子腔室，并在每个子腔室中填充储热材料，使每个子腔室中的储热材料通过所述导热结构进行热传递。如此，可以提高容纳腔室中的储热材料的传热效率，使得容纳腔室内的储热材料的热量分布更均匀，最终达到更好的散热效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电源装置的爆炸图。
图2为本发明实施例提供的一种导热装置的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种支撑件的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的一种容置槽的设置位置示意图。
图5为为本发明实施例提供的一种子模组与支撑件的配合示意图。
图6为本发明实施例提供的一种导热结构的结构示意图。
图标：10-电源装置；100-导热装置；110-支撑件；111-容置槽；112-导热结构；1121-第一导热件；1122-第二导热件；1123-子腔室；200-电池模组；210-子模组；211-单体电池；300-侧板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
请一并参阅图1、图2和图3，其中，图1是本发明实施例提供的的一种电源装置10的爆炸图，所述电源装置10包括具有多个单体电池211的电池模组200。图2是本发明实施例提供的可应用于图1所示电池模组200的导热装置100，所述导热装置100包括至少一个图3所示的支撑件110(图2中示出多个)。
所述电池模组200可以包括多层子模组，所述多层子模组层叠设置，每层子模组可以包括多个单体电池211。每相邻两层子模组之间设置有一个所述支撑件110，因而，本实施例中，所述导热装置100所包括的支撑件110的数量与电池模组200中子模组的数量相匹配。
本实施例中，所述支撑件110可以由金属等具有高导热效率的材料制成，所述支撑件110内开设有容纳腔室，所述容纳腔室中填充有储热材料。如此，当电池模组200中单体电池211的热量升高时，容纳腔室内的储热材料可以吸收单体电池211产生的热量，从而降低单体电池211的温度。但现有的储热材料导热效率较低，容易造成容纳腔室内距离单体电池211近的储热材料热量高，距离单体电池211远的储热材料热量低，使得容纳腔室内的储热材料出现温度分层现象，影响整体散热效果。
因而，可以在所述容纳腔室中设置导热结构112，将所述容纳腔室划分为多个子腔室1123，将储热材料分别填充至各子腔室1123中，使各子腔室1123中的储热材料通过所述导热结构112进行热传递。实施时，所述容纳腔室中距离单体电池211近的储热材料可以通过所述支撑件110吸收单体电池211产生的热量，并通过所述容纳腔室中的导热结构112将吸收到的热量均匀地传递至距离单体电池211较远的储热材料。
与现有技术中，直接将储热材料填充于所述容纳腔室相比，上述设计可以提高容纳腔室中储热材料的热传递效率，从而避免长时间使用后，容纳腔室内储热材料的热量分布不均的问题。
可选地，所述导热结构112的侧壁还可以设置有加热结构，用于在各单体电池211温度较低时，对各单体电池211进行加热。其中，所述加热结构可以为加热膜、加热丝等具有加热功能的器件。所述导热结构112的侧壁是指所述导热结构112间隔而成的各子腔室1123的侧壁。
在本实施例中，当所述加热结构为加热膜时，所述加热膜可以贴设于所述导热结构112中的各子腔室1123的侧壁。当所述加热结构为加热丝时，所述导热结构112的各子腔室1123的侧壁可以附着有多根加热丝，所述多根加热丝间隔设置。
应当理解，在本实施例中，所述加热结构也可以为其他具有加热功能的器件，本实施例对此不做限制。
可选地，本实施例中，所述储热材料可以为相变材料。相变材料是指物理状态容易随温度变化而变化并提供潜热的物质。其中，物理状态是转变过程称为相变过程，这时，相变材料会吸收或释放大量潜热。本实施例中，所述相变材料可以是，但不限于，无机水合盐(如苏打的结晶水合盐)、石蜡、脂酸类、高分子化合物等，在此不做具体限定。如此，当电池模组200中的单体电池211产生热量时，容纳腔室内的相变材料可以吸收该热量，从而降低单体电池211的温度。
可选地，本实施例中，可以在储热材料与各子腔室1123的内壁之间留有空隙，由于物体受热会膨胀，受冷会收缩，储热材料在吸热或散热过程中也会昌盛体积变化，通过在储热材料与各子腔室1123之间预留一定空隙，可以避免支撑件110因储热材料的膨胀而膨胀，从而提高支撑件110的使用寿命。
本实施例中，为了进一步提高支撑件110内部储热材料的传热效率，也可以在各子腔室1123中填充满储热材料，如此，各子腔室1123内的储热材料能够直接与导热结构112相接触，从而使支撑件110内储热材料的传热效率最大化。
请再参阅图3，可选地，所述支撑件110的两侧面开设有至少一个容置槽111，所述容置槽111用于收容所述电池模组200中的单体电池211。其中，所述容置槽111的形状和大小与待插入的单体电池211的形状和大小相契合，使单体电池211能够与容置槽111充分接触，从而达到较好的热管理效果。
根据实际需求，所述容置槽111的大小可以与一个待插入单体电池211的尺寸相契合，也可以与多个待插入单体电池211的尺寸相契合。也即，一个容置槽111中可以恰好能够放置一个单体电池211，也可以恰好能够放置多个单体电池211，本实施例对此不做限制。作为优选的实例，所述容置槽111恰好能够放置一个单体电池211。
本实施例中，所述支撑件110中各容置槽111的排列方式与待插入单体电池211的排列方式相契合。例如，所述支撑件110的两侧的容置槽111的轴线延伸方向可以与所述支撑件110的长度的延伸方向相垂直。又例如，所述容置槽111的轴线延伸方向也可以与所述支撑件110的长度延伸方向形成一个锐角本实施例对此不做限制。
可选地，所述支撑件110的两侧面开设的容置槽111可以交错设置，例如图4所示，假设所述支撑件110两侧存在相对的容置槽S1和容置槽S2，则容置槽S1的中心与容置槽S2的中心不在同一直线上。通过交错设置，可以使支撑件110的体积更小，进而使整个电池模组200的体积更小。也即，在同等体积下，所述电池模组200能够容纳更多的单体电池211。
请参阅图5，是本发明实施例提供的支撑件110与子模组210配合的示意图。相邻的两个支撑件110拼接在一起时，两个相对的容置槽111可形成一个通孔，单体电池211可以插入所述通孔放置。
根据实际需求，所述通孔的具体形状由形成该通孔的容置槽111的形状决定。例如，当形成该通孔的两个容置槽111为弧形凹槽时，该通孔为圆柱形通孔。如此，所述导热装置100可用于收容圆形电池。又例如，当形成该通孔的两个容置槽111为矩形凹槽时，该通孔为立方体形通孔。如此，所述导热装置100可用于收容方形电池。
可选地，本实施例中，所述导热结构112的整体形状可以与所述支撑件110内的容纳腔室的形状相似，所述导热结构112的具体结构可以有多种。
例如图6所示，所述导热结构112可以包括多个第一导热件1121以及多个第二导热件1122。其中，所述多个第一导热件1121沿所述支撑件110的宽度方向间隔设置，所述多个第二导热件1122沿所述支撑件110的长度方向间隔设置，每个所述第二导热件1122穿过所述多个第一导热件1121，将所述容纳腔室间隔成多个子腔室1123。
在本实施例中，可选地，所述第一导热件1121和第二导热件1122可以为同一种材料，也可以为不同种类的材料，本实施例对此不做限制。可选地，所述第一导热件1121和第二导热件1122的具体数量可以根据实际导热效果进行灵活设置，本实施例对此不做限制。
根据实际需求，所述多个第一导热件1121可以按照第一预设间隔相互平行设置，所述多个第二导热件1122可以按照第二预设间隔相互平行设置。其中，所述多个第一导热件1121可以平行于所述支撑件110沿长度方向的侧边，所述多个第一导热件1121可以平行于所述支撑件110沿宽度方向的侧边。当所述第一预设间距与所述第二预设间距相同时，形成的各子腔室1123的形状和体积相同。
实施时，通过调整所述多个第一导热件1121之间的间隔距离和/或所述多个第二导热件1122之间的间隔距离，即可得到不同大小的子腔室1123。可选地，可以在容纳腔室中距离单体电池211较近的区域设置较多的子腔室1123，在容纳腔室中距离单体电池211较远的区域设置较少的子腔室1123。
应当理解，此处所述“较多”和“较少”为相对概念，也即，容纳腔室中距离单体电池211较近区域所包括的子腔室1123数量多于容纳腔室中距离单体电池211较远区域所包括的子腔室1123数量。如此，能够在保证热传递效果的基础上节约材料。
本实施例中，所述第一导热件1121和第二导热件1122可以为平板结构，也可以为曲面结构(如波浪形结构)。本实施例中优选为曲面结构，如此，可以增加支撑件110的容纳腔室内导热结构112的面积，提高储热材料的传热效率。
又例如，所述导热结构112也可以由多孔金属制作而成的、形状和大小与所述容纳腔室相契合的结构。多孔金属(如泡沫金属、海绵金属等)是由微小球状体经高温烧结而成的金属，内部各处不满微小的细孔。本实施例中，所述多孔金属中的孔隙即为所述子腔室1123。所述孔隙的孔径大小以及所述孔隙的数量可以根据实际需求进行灵活设置，本实施例对此不做限制。
其中，“形状和大小与所述容纳腔室相契合”是指由多孔金属制成的导热结构112的整体形状与所述容纳腔室的形状相同，并且所述导热结构112的体积不大于所述容纳腔室的体积，使所述导热结构112能够放置于所述容纳腔室中。
本实施例中，所述多孔金属可以为铜、铝、铁等高导热率的金属材料制成的泡沫金属或海绵金属。
本发明实施例还提供一种电源装置10，所述电源装置10的整体结构如图1所示，所述电源装置10包括电池模组200、侧板300及本发明提供的导热装置100。所述电池模组200包括多层层叠设置的子模组210，所述导热装置100包括至少一个支撑件110，每个支撑件110设置于每相邻两层子模组210之间，用于对支撑所述电池模组200中的单体电池211并对单体电池211进行热管理。所述侧板300设置于所述电池模组200两侧，用于固定所述电池模组200。
综上所述，本发明提供的导热装置100及电源装置10，通过在支撑件110内设置导热结构112，将所述支撑件110内的容纳腔室划分为多个子腔室1123，并在每个子腔室1123中填充储热材料，使每个子腔室1123中的储热材料通过所述导热结构112进行热传递。如此，可以提高容纳腔室中的储热材料的传热效率，使得容纳腔室内的储热材料的热量分布更均匀，最终达到更好的散热效果。并且，所述导热结构112的设置能够增强支撑件110的承载强度。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”，“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种导热装置，应用于电池模组，其特征在于，所述导热装置包括：
设置于电池模组中用于支撑电池模组中的单体电池的支撑件；
所述支撑件内开设有容纳腔室，所述容纳腔室内设置有导热结构，所述导热结构包括多个第一导热件以及多个第二导热件，所述多个第一导热件沿所述支撑件的宽度方向相互平行间隔设置，所述多个第二导热件沿所述支撑件的长度方向相互平行间隔设置，每个所述第二导热件穿过所述多个第一导热件，将所述容纳腔室划分为多个子腔室，每个子腔室中填充有储热材料，各子腔室中的储热材料通过所述导热结构进行热传递；所述导热结构为多孔金属制作而成的、形状和大小与所述容纳腔室相契合的曲面结构，所述多孔金属的孔隙中填充有所述储热材料；所述容纳腔室中距离单体电池较近区域所包括的子腔室数量多于所述容纳腔室中距离单体电池较远区域所包括的子腔室数量。
2.根据权利要求1所述的导热装置，其特征在于，所述多孔金属为泡沫金属或海绵金属。
3.根据权利要求1所述的导热装置，其特征在于，所述导热结构的侧壁设置有加热结构。
4.根据权利要求1~3任一项所述的导热装置，其特征在于，所述储热材料为相变储热材料。
5.根据权利要求1所述的导热装置，其特征在于，所述电池模组包括多层子模组，所述导热装置包括多个支撑件，每个所述支撑件设置于相邻两层子模组之间。
6.根据权利要求5所述的导热装置，其特征在于，所述支撑件的相对两侧分别开设有至少一个容置槽，所述容置槽用于收容所述电池模组中的单体电池。
7.根据权利要求6所述的导热装置，其特征在于，所述容置槽的形状和大小与所述单体电池的形状和大小相契合。
8.一种电源装置，其特征在于，所述电源装置包括具有多个单体电池的电池模组及权利要求1~7任一项所述的导热装置。
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