CN112672613A - 具防水和散热功能的电源及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具防水和散热功能的电源及其制造方法，具防水和散热功能的电源包括由热塑性塑料制成的外壳，所述外壳的至少一面设有镂空部；金属散热板，配合在所述镂空部中将其封闭；外表面设有导热硅胶层的电池包，密封容置在所述外壳内。本发明的电源及其制造方法，外壳同时实现了密封和散热的功能，电源在水下高倍率放电工作时，通过外壳上金属散热板形成的散热通道将内部的热量传导出来，工作环境中水介质优良的吸热性能对电源进行散热处理，有效降低了电池包表面温升。

Description

具防水和散热功能的电源及其制造方法

技术领域

本发明涉及电源技术领域，尤其涉及一种具防水和散热功能的电源及其制造方法。

背景技术

大功率防水电源需要同时符合防水和散热两项要求，然而防水电源因具有密封性导致壳体内电池包的散热效果差，因而大多数防水电源不具备大倍率放电的特性。此外，受电池特性和电池体积能量密度的要求限制，大多数塑料焊接工艺不适合用于防水电源塑胶外壳的封装。目前的防水电源多数采用胶粘密封，胶水密封的缺点是：不环保，产品外观很难保证，生产效率低，且长时间使用密封胶容易老化失效，最终失去防水作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种同时具备防水和散热功能的具防水和散热功能的电源及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具防水和散热功能的电源，包括：

由热塑性塑料制成的外壳，所述外壳的至少一面设有镂空部；

金属散热板，配合在所述镂空部中将其封闭；

外表面设有导热硅胶层的电池包，密封容置在所述外壳内。

优选地，所述外壳包括一侧开放的壳体、配合连接在所述壳体的开放侧上的盖板；

所述壳体朝向所述盖板的底面以及所述盖板上分别设有镂空部，所述镂空部中均设有所述金属散热板。

优选地，所述壳体不透光，且红外透光率＜10％；所述盖板透光，且红外透光率≥80％。

优选地，所述外壳包括相对配合的两个壳体，两个所述壳体上分别设有所述镂空部。

优选地，所述金属散热板为铝合金板或不锈钢板。

优选地，所述电源还包括插接在所述外壳上并与所述电池包导电连接的防水连接器。

本发明还提供一种具防水和散热功能的电源的制造方法，包括以下步骤：

S1、采用热塑性塑料制备电源的外壳，所述外壳的至少一面设有镂空部，并且所述镂空部中设有金属散热板将其封闭；

S2、在电池包的外表面设置导热硅胶层；

S3、将所述电池包放入所述外壳内，形成电源。

优选地，步骤S1包括：制备相适配的壳体和盖板；所述壳体朝向所述盖板的底面以及所述盖板上分别设有镂空部；

所述金属散热板通过嵌注一体形成在所述镂空部中；或者，所述金属散热板通过胶粘方式固定在所述镂空部中；或者所述金属散热板通过螺丝压紧连接的方式固定在所述镂空部中，且所述金属散热板和所述镂空部之间设有密封圈进行密封。

优选地，步骤S3包括：将带有导热硅胶层的电池包放入所述壳体内，再将所述盖板配合在所述壳体上，通过激光焊接将所述盖板和壳体连接形成外壳。

优选地，还包括以下步骤：

S4、将防水连接器插接在所述外壳上并与所述电池包导电连接。

本发明的有益效果：外壳同时实现了密封和散热的功能，电源在水下高倍率放电工作时，通过外壳上金属散热板形成的散热通道将内部的热量传导出来，能够工作环境中水介质优良的吸热性能对电源进行散热处理，有效降低了电池包表面温升。

此外，采用塑料激光焊接对外壳进行封装，不仅可以使外壳的密封一致性得到很好的保证，而且还具备生产效率高、清洁环保等优点，使电源的安全性能与使用寿命得到了可靠的保证。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的电源的剖面结构示意图；

图2是本发明一实施例的电源的爆炸图；

图3是发明中实施例1和比较例1电源散热性能测试变化图；

图4是发明中实施例1的电源在防水性能测试中的重量变化图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1、2所示，本发明一实施例的具防水和散热功能的电源，包括外壳10、嵌设在外壳10上的金属散热板20以及容置在外壳10内的电池包30。

外壳10由热塑性塑料制成，具有绝缘防水性能，该热塑性塑料包括ABS、PC中的至少一种。外壳10的至少一面设有镂空部，金属散热板20配合在镂空部中将其封闭。金属散热板20具有相对的两个表面，一个朝向外壳10内部，可与电池包30接触导热，另一面朝向外壳10外侧，从而形成散热通道便于电池包30热量传导出来。

本实施例中，外壳10包括一侧开放的壳体11和盖板12，盖板12配合连接在壳体11的开放侧上，与其形成外壳10。壳体11朝向盖板12的底面以及盖板12上分别设有镂空部13，壳体11上的镂空部13中以及盖板12上的镂空部13中分别设有金属散热板20。镂空部13和金属散热板20的形状对应设置。

进一步地，在外壳10中，壳体11优选不透光，且红外透光率＜10％；盖板12透光，且红外透光率≥80％。

壳体11和盖板12之间优选激光焊接方式连接，激光焊接方式可选轮廓焊接或者准同步焊接方式。激光焊接时，激光从壳体11上方或一侧射出，到达壳体11和盖板12的连接处，将两者的连接处焊接为一体。

可以理解地，在其他实施例中，外壳10也可以包括两个相对配合的壳体，两个壳体上分别设有镂空部并设有金属散热板。

金属散热板20为铝合金板或不锈钢板，其可以通过嵌注一体形成在外壳10上或装配等方式形成在外壳10上。

电池包30密封容置在外壳10内。电池包30的外表面上设有导热硅胶层31。该导热硅胶层31可以通过导热硅胶涂覆形成，或者由导热硅胶板形成。

导热硅胶层31的导热系数为2W/(m.k)～5W/(m.k)。

进一步地，本发明的电源还包括插接在外壳10上并与电池包30导电连接的防水连接器40。

本发明的电源还包括设置在外壳10内的控制电路板(BMS)50。该控制电路板50可以位于电池包30的一侧与对应的金属导热板20之间。此外，控制电路板50与电池包30之间还设有绝缘板51起到绝缘作用。

结合图1、2，本发明一实施例的具防水和散热功能的电源的制造方法，可包括以下步骤：

S1、采用热塑性塑料制备电源的外壳10，外壳10的至少一面设有镂空部13，并且镂空部13中设有金属散热板20将其封闭；

本实施例中，该步骤S1包括：制备相适配的壳体11和盖板12，壳体11的一侧开放，壳体11朝向盖板12的底面以及盖板12上分别设有镂空部13。

金属散热板20通过嵌注一体形成在镂空部13中；或者，金属散热板20通过胶粘方式固定在镂空部13中；或者金属散热板20通过螺丝压紧连接的方式固定在镂空部13中，且金属散热板20和镂空部13之间设有密封圈进行密封。

S2、在电池包30的外表面设置导热硅胶层31。

导热硅胶层31可以通过导热硅胶涂覆形成，或者由导热硅胶板形成。

导热硅胶层31的导热系数为2W/(m.k)～5W/(m.k)。

S3、将电池包30放入外壳10内，形成电源。

具体地，将带有导热硅胶层31的电池包30放入壳体11内，再将盖板12配合在壳体11上，通过激光焊接将盖板12和壳体11连接形成外壳10。

激光焊接方式可选轮廓焊接或者准同步焊接方式，优选准同步焊接方式。

步骤S3还包括将控制电路板(BMS)放入外壳10内并置于电池包30的一侧与对应的金属导热板20之间。此外，控制电路板50与电池包30之间还放入绝缘板51起到绝缘作用。

S4、将防水连接器40插接在外壳10上并与电池包30导电连接。

下面以具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

制作14.8V-1100mAh电池包，电池包涂覆导热硅胶后放入两侧带铝合金板嵌入式的塑胶外壳内，采用塑料激光焊接工艺进行上下壳体的封装，制成电源。

比较例1

制作14.8V-1100mAh电池包，装入普通塑料外壳，外加粘胶密封，制成电源。

对实施例1和比较例1制成的电源分别进行放电性能测试、散热性能和防水性能测试。

放电性能、散热性能测试：将电源置于水中，再进行40A放电测试。分别测试壳体内外电池包的温度，并测试电池包的放电容量、电压等参数。所测得的温度随时间变化如图3所示。从图3可以看出40A放电时，比较例1的电源内部电池包表面温度从初始的28℃上升到75.1℃。实施例1的电源内部电池包表面温度从初始的29℃上升到58.5℃，同比较例1对比，温度下降了16.5℃，表明了实施例1的电源散热性能优于比较例1的电源。

防水性能测试：将实施例1的电源称重，置于水密测试仪中，加压到0.5Mpa，保持30mIn，取出电源进行第二次称重，计算前后重量差。如此反复测试20次，观察电源增重。测试结果如图4所示，可知20次反复水密测试，电源的质量维持在870.6左右，证明了其防水性能优良。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种具防水和散热功能的电源，其特征在于，包括：

由热塑性塑料制成的外壳，所述外壳的至少一面设有镂空部；

金属散热板，配合在所述镂空部中将其封闭；

外表面设有导热硅胶层的电池包，密封容置在所述外壳内。

2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述外壳包括一侧开放的壳体、配合连接在所述壳体的开放侧上的盖板；

所述壳体朝向所述盖板的底面以及所述盖板上分别设有镂空部，所述镂空部中均设有所述金属散热板。

3.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述壳体不透光，且红外透光率＜10%；所述盖板透光，且红外透光率≥80%。

4.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述外壳包括相对配合的两个壳体，两个所述壳体上分别设有所述镂空部。

5.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述金属散热板为铝合金板或不锈钢板。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电源，其特征在于，所述电源还包括插接在所述外壳上并与所述电池包导电连接的防水连接器。

7.一种具防水和散热功能的电源的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用热塑性塑料制备电源的外壳，所述外壳的至少一面设有镂空部，并且所述镂空部中设有金属散热板将其封闭；

S2、在电池包的外表面设置导热硅胶层；

S3、将所述电池包放入所述外壳内，形成电源。

8.根据权利要求7所述的电源的制造方法，其特征在于，步骤S1包括：制备相适配的壳体和盖板；所述壳体朝向所述盖板的底面以及所述盖板上分别设有镂空部；

所述金属散热板通过嵌注一体形成在所述镂空部中；或者，所述金属散热板通过胶粘方式固定在所述镂空部中；或者所述金属散热板通过螺丝压紧连接的方式固定在所述镂空部中，且所述金属散热板和所述镂空部之间设有密封圈进行密封。

9.根据权利要求8所述的电源的制造方法，其特征在于，步骤S3包括：将带有导热硅胶层的电池包放入所述壳体内，再将所述盖板配合在所述壳体上，通过激光焊接将所述盖板和壳体连接形成外壳。

10.根据权利要求7-9任一项所述的电源的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S4、将防水连接器插接在所述外壳上并与所述电池包导电连接。

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