CN110247131A - 一种散热装置以及电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热装置以及电池组,包括多个水平方向上设置的导热单元、多个由相变材料制作而成的散热块以及风机,每个所述导热单元包括若干个竖直方向上设置的导热管,所述导热单元的一端定义为蒸发端,另一端定义为冷凝端,各个所述散热块分别设置在相邻两个导热单元的冷凝端之间且所述散热块与导热单元的冷凝端紧密贴合,所述风机的出风方向对准导热单元的冷凝端。本发明创造通过导热单元的设置实现电池与散热块的分离式结构,无需像现有技术一般将散热块设置在电池之间,避免了熔融相变材料泄漏所造成的一系列安全问题,同时通过风机的设置,克服了电池在长时间运作相变材料全部融化导致热管理系统失效的难题。
Description
技术领域
本发明涉及电池装置技术领域,更具体地说涉及一种散热装置以及应用该散热装置的电池组。
背景技术
在现有的电池组散热装置中,以相变材料为冷却介质的被动式散热装置具备不需要冷却风扇、冷凝器以及冷却路线设计等优点,利用高潜热的相变材料在熔融/固化过程可吸收/释放大量的潜热,对电池的温度进行调节,使得电池组的温度保持在一定的范围内,因此近年来受到越来越多的关注。
但是上述所提到的以相变材料为冷却介质的电池组散热装置,现有技术中均是把相变材料填充至电池之间或者电池周围的空隙里,这种方式会产生一系列问题。首先用来提高相变材料导热性能的一些高导热材料,例如金属纳米颗粒、泡沫金属等大都是良好的导体,如果电池模块被挤压或者相变材料高温膨胀时,这些导热材料极有可能与电池电极接触,从而导致电池短路;其次当电池在长时间或者高放电倍率的工况下工作时,相变材料的熔化率也在不断提高,当相变材料全部溶解时电池组散热装置将停止工作,无法继续实现电池组的散热功能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:提供一种基于相变材料以及风冷方式相结合的散热装置以及应用该散热装置的电池组。
本发明解决其技术问题的解决方案是:
一种散热装置,包括多个水平方向上设置的导热单元、多个由相变材料制作而成的散热块以及风机,每个所述导热单元包括若干个竖直方向上设置的导热管,所述导热单元的一端定义为蒸发端,另一端定义为冷凝端,各个所述散热块分别设置在相邻两个导热单元的冷凝端之间且所述散热块与导热单元的冷凝端紧密贴合,所述风机的出风方向对准导热单元的冷凝端。
作为上述技术方案的进一步改进,所述散热块是由聚氨酯软泡沫铜中填充石蜡制成的。
作为上述技术方案的进一步改进,各个所述散热块的外侧均匀地设置有多个散热翅片,所述散热翅片与散热块是一体成型的。
作为上述技术方案的进一步改进,所述散热装置还包括控制模块,所述控制模块与风机电性连接,所述控制模块用于根据导热单元的蒸发端或者冷凝端的温度控制风机的通电连接。
作为上述技术方案的进一步改进,所述控制模块包括多个设置在导热单元的蒸发端或者冷凝端上的温度探头、或门运算器、驱动电路以及继电器,各个所述温度探头分别与或门运算器的输入端相连接,所述或门运算器的输出端与驱动电路的输入端相连接,所述驱动电路的输出端与继电器的控制端相连接,所述继电器与风机电性连接。
本发明创造同时还公开了一种电池组,包括若干个电池以及以上任意一种所述的散热器,各个所述电池设置在相邻两个导热单元的蒸发端之间且所述电池与导热单元的蒸发端紧密贴合,各个所述电池组成供电回路。
本发明的有益效果是:本发明通过导热单元的设置实现电池与散热块的分离式结构,无需像现有技术一般将散热块设置在电池之间,避免了熔融相变材料泄漏所造成的一系列安全问题,同时通过风机的设置,克服了电池在长时间运作相变材料全部融化导致热管理系统失效的难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1是本发明创造的散热装置结构示意图;
图2是本发明创造的电池组结构示意图;
图3是本发明创造的控制模块电路原理图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本申请的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本申请保护的范围。另外,文中所提到的所有连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少连接辅件,来组成更优的连接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。最后需要说明的是,如文中术语“中心、上、下、左、右、竖直、水平、内、外”等指示的方位或位置关系则为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术方案和简化描述,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。
参照图1,本申请公开了一种散热装置,所述散热装置用于实现电池的散热功能,其第一实施例包括多个水平方向上设置的导热单元100、多个由相变材料制作而成的散热块200以及风机300,每个所述导热单元100包括若干个竖直方向上设置的导热管,所述导热单元100的一端定义为蒸发端110,另一端定义为冷凝端120,各个所述散热块200分别设置在相邻两个导热单元100的冷凝端120之间且所述散热块200与导热单元100的冷凝端120紧密贴合,所述风机300的出风方向对准导热单元100的冷凝端120。具体地,本实施例中通过导热单元100的设置实现电池与散热块200的分离式结构,无需像现有技术一般将散热块200设置在电池之间,避免了熔融相变材料泄漏所造成的一系列安全问题,同时通过风机300的设置,当电池在长时间放电或高倍率放电下开启散热风扇增强相变材料散热,减缓相变速度,从而延长相变材料的工作时间,克服了电池在长时间运作相变材料全部融化导致散热装置失效的难题。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中,所述散热块200是由聚氨酯软泡沫铜中填充石蜡制成的,其目的在于为了弥补石蜡相变材料导热系数低的问题。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中,各个所述散热块200的外侧均匀地设置有多个散热翅片210,所述散热翅片210与散热块200是一体成型的,通过所述散热翅片210的设置进一步提高散热块200的散热速率。
进一步作为优选的实施方式,本实施例中,所述散热装置还包括控制模块,所述控制模块与风机300电性连接,所述控制模块用于根据导热单元100的蒸发端110或者冷凝端120的温度控制风机300的通电连接。为了降低风机300运行所产生的电能损耗,本实施例中配置了控制模块,当检测到导热单元100的蒸发端110或者冷凝端120的温度过高时,启动风机300。
参照图3,具体地,所述控制模块包括多个设置在导热单元100的蒸发端110或者冷凝端120上的温度探头、或门运算器、驱动电路以及继电器,各个所述温度探头分别与或门运算器的输入端相连接,所述或门运算器的输出端与驱动电路的输入端相连接,所述驱动电路的输出端与继电器的控制端相连接,所述继电器与风机300电性连接。其中所述驱动电路用于提高或门运算器对继电器的驱动能力,所述温度探头包括电阻R1、热敏电阻RT、基准电压发生器以及比较器,所述基准电压发生器输出一个恒定的电压值,所述电阻R1与热敏电阻RT串联在电源端和接地端之间,所述比较器其中一个输入端接在电阻R1与热敏电阻RT之间,比较器另一个输入端与基准电压发生器的输出端相连接,各个温度探头的比较器的输出端分别与或门运算器的输入端相连接。当存在一个温度探头检测到较高的温度时,自动控制继电器闭合,从而实现风机300的启动功能。
参照图2,本申请同时还公开了一种应用上述散热装置的电池组,其第一实施例包括若干个电池400以及以上任意一种所述的散热器,各个所述电池400设置在相邻两个导热单元100的蒸发端110之间且所述电池400与导热单元100的蒸发端110紧密贴合,各个所述电池400组成供电回路。
以上对本申请的较佳实施方式进行了具体说明,但本申请并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种散热装置,其特征在于:包括多个水平方向上设置的导热单元(100)、多个由相变材料制作而成的散热块(200)以及风机(300),每个所述导热单元(100)包括若干个竖直方向上设置的导热管,所述导热单元(100)的一端定义为蒸发端(110),另一端定义为冷凝端(120),各个所述散热块(200)分别设置在相邻两个导热单元(100)的冷凝端(120)之间且所述散热块(200)与导热单元(100)的冷凝端(120)紧密贴合,所述风机(300)的出风方向对准导热单元(100)的冷凝端(120)。
2.根据权利要求1所述的一种散热装置,其特征在于:所述散热块(200)是由聚氨酯软泡沫铜中填充石蜡制成的。
3.根据权利要求1所述的一种散热装置,其特征在于:各个所述散热块(200)的外侧均匀地设置有多个散热翅片(210),所述散热翅片(210)与散热块(200)是一体成型的。
4.根据权利要求1所述的一种散热装置,其特征在于:还包括控制模块,所述控制模块与风机(300)电性连接,所述控制模块用于根据导热单元(100)的蒸发端(110)或者冷凝端(120)的温度控制风机(300)的通电连接。
5.根据权利要求4所述的一种散热装置,其特征在于:所述控制模块包括多个设置在导热单元(100)的蒸发端(110)或者冷凝端(120)上的温度探头、或门运算器、驱动电路以及继电器,各个所述温度探头分别与或门运算器的输入端相连接,所述或门运算器的输出端与驱动电路的输入端相连接,所述驱动电路的输出端与继电器的控制端相连接,所述继电器与风机(300)电性连接。
6.一种电池组,其特征在于:包括若干个电池(400)以及权利要求1至权利要求5任一项所述的散热器,各个所述电池(400)设置在相邻两个导热单元(100)的蒸发端(110)之间且所述电池(400)与导热单元(100)的蒸发端(110)紧密贴合,各个所述电池(400)组成供电回路。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No.33 Guangyun Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Applicant after: Foshan University Address before: No.33 Guangyun Road, Shishan town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Applicant before: FOSHAN University Country or region before: China |
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CB02 | Change of applicant information |