CN113314782B - 散热组件、电池包和机器人 - Google Patents

Abstract

本申请提供了散热组件、电池包和机器人，该散热组件包括第一液冷板，第一液冷板沿至少一个电芯的部分外轮廓设置；第二液冷板，第二液冷板不与电芯相接触，第二液冷板与第一液冷板通过连接部件相连接，连接部件和第一液冷板的内部具有冷却液体流道，冷却液体流道中密封有冷却流体，且第一液冷板或连接部件具有与冷却液体流道相连通的冷却液入口和冷却液出口；和压电陶瓷泵，压电陶瓷泵与冷却液体流道相连通，压电陶瓷泵具有泵入端口以及泵出端口，泵入端口与冷却液出口相连，泵出端口与冷却液入口相连。该散热组件可实现快速散热，且可以使得电池包实现在不同的工作温度下具有不同的热阻，使电池包的安全性高，电化学性能好。

Description

散热组件、电池包和机器人

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，具体地，涉及散热组件、电池包和机器人。

背景技术

目前，机器人是一个特别火热的研究项目，机器人主要应用在救灾救援、巡逻巡检、导盲陪伴等领域。机器人在以上众多的应用场景中，其工作温度各不相同，通常情况下，要求机器人在-30℃～55℃温度范围内均可工作。然而，在该温度区间内机器人中电池包的容量衰减非常严重，并且，电池包会出现内阻增加、电压下降、无法充电等问题，在高温下电池包还会出现寿命缩短、可靠性降低、自燃爆炸等问题。由此，对机器人中的电池包进行热管理就显得尤为重要，但在相关技术中，尚无法实现电池包在不同的工作温度下具有不同的热阻，导致相关技术中机器人的电池包无法在高温下较好地冷却或者在低温下较快地自加热，从而导致相关技术中机器人的电池包极易产生上述不良。因而，现有的机器人的相关技术仍有待改进。

发明内容

在本申请的一个方面，本申请提供了一种散热组件，该散热组件用于对电池包中的电芯模组进行散热，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯，所述散热组件包括第一液冷板，所述第一液冷板沿至少一个所述电芯的部分外轮廓设置；第二液冷板，所述第二液冷板不与所述电芯相接触，所述第二液冷板与所述第一液冷板通过连接部件相连接，所述连接部件和所述第一液冷板的内部具有冷却液体流道，所述冷却液体流道中密封有冷却流体，且所述第一液冷板或连接部件具有与所述冷却液体流道相连通的冷却液入口和冷却液出口；和压电陶瓷泵，所述压电陶瓷泵与所述冷却液体流道相连通，所述压电陶瓷泵具有泵入端口以及泵出端口，所述泵入端口与所述冷却液出口相连，所述泵出端口与所述冷却液入口相连。该散热组件可实现快速散热，且可以使得电池包实现在不同的工作温度下具有不同的热阻，使电池包的安全性高，电化学性能好。

在本申请的另一个方面，本申请提供了一种电池包，该电池包括电芯模组，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯；和前面所述的散热组件，所述散热组件用于对所述电芯模组进行散热。该电池包因具有前面所述的能够实现快速散热的散热组件，在使用过程中可以在不同的工作温度下具有不同的热阻，安全性高，电化学性能好，且具有前面所述的散热组件的所有特征和优点，在此不再过多赘述。

在本申请的又一个方面，本申请提供了一种机器人，该机器人包括前面所述的电池包。该机器人因具有前面所述的能够快速散热的电池包，安全性高，用户体验较好，且具有前面所述的电池包的所有特征和优点，在此不再过多赘述。

附图说明

图1显示了本申请一个散热组件的部分结构和电芯的剖面结构示意图。

图2显示了本申请一个散热组件的结构的平面示意图。

图3显示了本申请另一个散热组件的部分结构和电芯的剖面结构示意图。

图4显示了本申请又一个散热组件的部分结构和电芯的剖面结构示意图。

图5显示了本申请另一个散热组件的结构的平面示意图。

图6显示了本申请一个电池包的结构示意图。

图7显示了本申请一个第一液冷板的平面结构示意图。

图8显示了本申请一个的压电陶瓷泵的结构示意图。

图9显示了本申请另一个压电陶瓷泵的结构示意图。

图10显示了本申请另一个压电陶瓷泵的结构示意图。

图11显示了本申请又一个压电陶瓷泵的结构示意图。

图12显示了本申请另一个的散热组件的结构示意图。

图13显示了本申请另一个散热组件的部分结构示意图。

图14显示了本申请的散热组件的部分结构的局部放大图。

图15显示了本申请又一个散热组件的部分结构示意图。

图16显示了本申请再一个散热组件的部分结构示意图。

图17显示了本申请一个制作散热组件的方法的部分流程示意图。

图18显示了本申请又一个的压电陶瓷泵的结构示意图。

图19显示了本申请一个的单向阀膜片的结构示意图。

图20显示了本申请一个的外壳的结构示意图。

附图标记：

10：冷却液体流道11、12：第三通孔13：第四通孔21：泵入端口22：泵出端口110：第一盖体120：第二盖体130：隔板140：阻挡结构150：冷却液入口以及冷却液出口151：冷却液入口152：冷却液出口170：摄像头通孔200：压电陶瓷泵220：支撑板230：底座240：流体容纳空间241：第一单向阀242：第二单向阀251：压电陶瓷片252：单向阀上盖253：单向阀膜片2531：镂空区域2532：实体部254：单向阀下盖300、300a、300b：电芯401：第一侧402：第二侧403：导热垫404：控制模块405：散热器410：外壳A：第一冷液板B：第二冷液板C：连接部件1：第一进液口2：第一出液口3：第二进液口4：第二出液口

具体实施方式

在本申请的一个方面，本申请提供了一种散热组件。该散热组件可以用于对电池包中的电芯模组进行散热，所述电芯模组可以包括多个并排设置的电芯300(需要说明的是，本文的部分附图中仅示出了一个电芯300，未示出多个并排设置的电芯)，参考图1和图2，所述散热组件包括第一液冷板A，所述第一液冷板A沿至少一个所述电芯300的部分外轮廓设置；第二液冷板B，所述第二液冷板B不与所述电芯300相接触，所述第二液冷板B与所述第一液冷板A通过连接部件C相连接，所述连接部件C和所述第一液冷板A的内部具有冷却液体流道10，所述冷却液体流道10中密封有冷却流体，且所述第一液冷板A或连接部件C具有与所述冷却液体流道10相连通的冷却液入口和冷却液出口(图中未标出，且本领域技术人员可以理解，冷却液入口和冷却液出口可以设置在第一液冷板A上，也可以设置在连接部件C上，在此不再过多赘述)；和压电陶瓷泵200，所述压电陶瓷泵200与所述冷却液体流道10相连通(另外，所述压电陶瓷泵200具体设置位置并不受特别限制，例如，参照图2，所述压电陶瓷泵200可以是设置在所述第一液冷板A上的；当然，本领域技术人员可以理解，所述压电陶瓷泵也可以是设置在其他部件上的，在此不再过多赘述)，所述压电陶瓷泵200具有泵入端口21以及泵出端口22，所述泵入端口21与所述冷却液出口相连，所述泵出端口22与所述冷却液入口相连。通过在所述连接部件C和第一液冷板A的内部设置冷却液体流道10，且设置在所述连接部件C内部的冷却液体流道10，与设置在所述第一液冷板A内部的冷却液体流道10彼此相互连通，可以使得所述冷却流体流经第一液冷板A，进而该散热组件可以在第一液冷板A和第二液冷板B之间有效实现均温散热功能；并且，由于所述第一液冷板A沿至少一个所述电芯300的部分外轮廓设置，电芯300在高温状态下工作时所放出的热量传导至第一液冷板A，然后通过第一液冷板A内部的冷却液体流道10进入冷却流体中，冷却流体在压电陶瓷泵200的驱动下将热量通过连接部件C带到第二液冷板B中，并由第二液冷板B散出，在此之后，散出热量的冷却流体再通过连接部件C内部的冷却液体流道10流入第一液冷板A中，如此反复，通过冷却流体的循环流动，以使得该散热组件实现电池包的快速散热功能，电池包的热阻较低；而电池包处于低温状态时，压电陶瓷泵200不工作，此时第一液冷板A与第二液冷板B中的冷却流体不进行热量交换，使得电池包的热阻较高，从而使得电池包可以在低温下较快地自加热。综合前面所述，该散热组件可实现快速散热，且可以使得电池包实现在较高的温度下具有较低的热阻，在较低的温度下具有较高的热阻，其在温度较高时可以实现快速散热，从而使得电池包的安全性高，且电池包的电化学性能，例如放电容量等也会较好。

进一步地，可以理解的是，参考图2和图3，所述第一液冷板A可以沿全部所述电芯300的部分外轮廓设置，其具体设置方式可以是，电芯模组中的多个电芯300并排设置，第一液冷板A沿并排设置的每一个电芯300的部分外轮廓设置，使得电芯模组中的每一个电芯300均能与第一液冷板A接触，通过上述设置方式，电芯300在高温状态下工作时，可以使全部电芯300产生的热量通过第一液冷板A内部的冷却液体流道10进入冷却流体中，冷却流体在压电陶瓷泵200的驱动下将热量通过连接部件C带到第二液冷板B中，并由第二液冷板B散出，从而更好地对电池包进行散热；而电池包处于低温状态时，使得电池包的热阻进一步提高，从而使得电池包可以在低温下更快地自加热，进而可以进一步提高电池包的安全性。

可以理解的是，所述第一液冷板A可以具有如下具体结构：参考图3，所述第一液冷板A可以具有相对的第一侧401和第二侧402，相邻的两个所述电芯300可以分别位于所述第一液冷板A的所述第一侧401(例如电芯300a)和所述第二侧402(例如电芯300b)，即：在相邻的两个所述电芯300a和300b中，电芯300a位于第一液冷板A的所述第一侧401，电芯300b位于第一液冷板A的所述第二侧402。每个所述电芯300的外轮廓可以划分为相对的第一部分外轮廓301和第二部分外轮廓302，所述第一液冷板A沿位于所述第一侧401的所述电芯300a的第二部分外轮廓302设置；所述第一液冷板A沿位于所述第二侧402的所述电芯300的第一部分外轮廓301设置。由此，上述设置方式沿电芯300外轮廓设置的第一液冷板A彼此之间的衔接性、连续性较好，第一液冷板A内部冷却液体流道10中的冷却流体能更加流畅地在冷却液体流道10流动，冷却流体流动的阻力较低，冷却流体在冷却液体流道10中的流动得较快，其能够更快将电芯300的热量带出，从而更好地对电池包进行快速散热。

可以理解的是，所述第一液冷板A还可以具有如下具体结构：参考图4，全部所述电芯300可以均位于所述第一液冷板A的一侧(例如所述第二侧402)，所述第一液冷板沿全部所述电芯300的第一部分外轮廓301设置；可以理解的是，也可以是全部所述电芯300均位于所述第一液冷板A的所述第一侧401，所述第一液冷板沿全部所述电芯的第二部分外轮廓302设置(图中未示出)，也即第一液冷板A沿每一个所述电芯300的同一侧外轮廓设置，由此，第一液冷板A可以沿每个所述电芯300的外轮廓设置，并使冷却流体流经第一液冷板A时将电芯300的热量带出，且冷却流体流经第一液冷板A内部时更加均匀地将电芯300的热量带出，从而更好地对电池包进行均匀散热。

可以理解的是，所述电芯300的具体结构和形状不受特别限制，只要满足要求，例如电芯300的形状可以为圆柱体、立方体等，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择，在此不再过多赘述。

可以理解的是，表面设置有所述第一液冷板A的所述部分外轮廓为曲线结构，第一液冷板A按照电芯300的外轮廓进行弯曲，第一液冷板A与所述电芯300的外轮廓的接触面积较大，从而使得第一液冷板A与电芯300的换热量较高，使得冷却流体在高温状态下更好地将电芯300工作时所产生的热量带出，更好地实现电池包的快速散热，在低温状态下，电池包的热阻更高，从而使得电池包可以在低温下更快地自加热，从而使得电池包的可靠性更高、安全性更好。

进一步地，可以理解的是，第一液冷板A的材料可以包括柔性材料，具体可以包括聚酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或金属箔片中的至少一种，更具体地，所述金属箔片可以为铜箔，由此，所述第一液冷板A的耐弯折性较好，能够有效降低电池包的温度，且易于折叠，质轻，不易损坏，材料来源广泛、易得，成本较低。

更进一步地，可以理解的是，所述第二液冷板B的具体结构不受特别限制，冷却流体通过第一液冷板A、连接部件C内部的冷却液体流道10流至第二液冷板B中进行散热，散热后的冷却流体再通过连接部件C内部的冷却液体流道10流向第一液冷板A内部的冷却液体流道10，如此循环往复；在本申请的另一些示例中，参考图5，所述第二液冷板B的内部也可以具有所述冷却液体流道10，所述冷却液体流道10中密封有冷却流体，此时带有热量的冷却流体通过第一液冷板A、连接部件C内部的冷却液体流道10流至第二液冷板B内部的冷却液体流道10中进行散热，第二液冷板B内部的冷却液体流道10中密封的不带有热量的冷却流体再通过连接部件C内部的冷却液体流道10流向第一液冷板A内部的冷却液体流道10，电芯300工作时所产生的热量再进入这部分冷却流体中，如此循环往复，从而使得电池包可以更加快速地进行散热。

另外，可以理解的是，设置在所述连接部件C内部的冷却液体流道10，参考图2，其具体设置方式可以是沿所述冷却流体的流动方向上(所述冷却流体的流动方向即为图2中所示出的箭头方向，在后文中不再重复赘述)，所述连接部件C上依次设置有第一进液口1、第一出液口2(设置在所述可连接部件C上)、第二进液口3和第二出液口4(设置在所述可连接部件C上)，其中，所述第一进液口1和所述第二出液口4与所述第一液冷板A相连接，所述第一出液口2和所述第二进液口3与所述第二液冷板B相连接。由此，该散热组件可以更好地实现冷却流体在冷却液体流道10中的流动，进而更好地在实现快速散热功能。

更进一步地，所述连接部件C的具体实现方式不受特别限制，例如，在本申请的一些示例中，所述连接部件C包括相互平行设置的第一管路和第二管路，所述第一管路的一端构造成所述第一进液口，另一端构造成所述第一出液口；所述第二管路的一端构造成所述第二进液口，另一端构造成所述第二出液口。通过如上第一管路和第二管路的设置方式，其结构简单、易于实现，进而可以进一步地实现冷却液体流道10中冷却流体的流动，进而进一步地实现均匀、快速散热功能。

可以理解的是，所述第一管路和第二管路的具体种类不受特别限制，可以为硬管，也可以为软管，例如，硬管可以是钢管、钛管等，软管可以是塑料管、橡胶管、硅胶管等，其来源广泛、易得，成本较低。

可以理解的是，所述冷却流体的具体组成和成分不受特别限制，例如冷却流体可以为40％～70％(重量百分比)，具体可以是40％、50％、60％、70％的丙二醇溶液，也可以是其它的冷却流体，只要满足沸点高于100℃，冰点低于-40℃的要求即可，这使得冷却流体具有较好的防冻效果，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择，在此不再过多赘述。

具体的，下面对该第一液冷板A和第二液冷板B的其他各个部件进行详细说明：

可以理解的是，参考图6，散热组件还可以包括导热垫403，所述导热垫403可以设置在所述电芯300与所述第一液冷板A之间，导热垫403可以使得所述电芯300与所述第一液冷板A之间更好地传热，导热垫403的材料不受特别限制，例如可以是导热胶、导热硅脂等导热材料。

可以理解的是，参考图6，散热组件还可以包括控制模块404，所述控制模块404与所述电芯300和所述压电陶瓷泵200均电连接，所述控制模块404用于给所述电芯300和所述压电陶瓷泵200供电，并控制所述压电陶瓷泵200的打开与关闭，另外，控制模块404也能控制压电陶瓷泵200的功率，从而控制散热组件内部冷却流体流动的速度。

可以理解的是，参考图6，散热组件还可以包括散热器405，所述散热器405与所述第二液冷板B相接触，用于对第二液冷板B中的冷却流体进行更加快速地散热，使得将电芯300的热量通过第一液冷板A带出的冷却流体流至第二液冷板B中后能够快速散热，减少了冷却流体散热的时间，提高了散热组件散热的效率。

可以理解的是，参考图8，压电陶瓷泵200的结构不受特别限制，例如压电陶瓷泵200可以包括：压电振膜，压电振膜包括压电陶瓷片251以及与压电陶瓷片相接触的支撑板，压电陶瓷片251的表面具有可产生电场的电极，电场可控制压电陶瓷片251发生震荡；以及阀体结构，阀体结构设置于压电振膜以及第一液冷板或所述可折叠部件之间，并可控制泵入端口以及泵出端口中的一个打开，另一个关闭。可通过利用压电陶瓷泵200功耗低、尺寸小、易组装等，获得具有较好均温性能的散热组件。

进一步地，可以理解的是，参考图9、图10和图11，压电陶瓷泵200可以包括压电振膜，底座230以及阀体结构，压电振膜包括压电陶瓷片251以及与压电陶瓷片相接触的支撑板220，压电陶瓷片的表面上具有可产生电场的电极(图中未示出)，该电场可控制压电陶瓷片251发生震荡。具体而言，压电陶瓷片251的两个相对的表面可具有两个电极，在通电的条件下，可令压电陶瓷片处于电场之中。由此，可实现压电陶瓷片的可控震荡，以产生令冷却液体流动的动力。支撑板220位于压电陶瓷片和底座230之间，例如支撑板可以为不锈钢板。该支撑板的厚度可以较薄，能够起到一定的支撑压电陶瓷片与加大振幅的作用即可。例如，支撑板和压电陶瓷片可紧贴在一起，二者整体的厚度可以为0.2mm左右。底座230位于支撑板远离压电陶瓷片的一侧，具体可以包括环绕支撑板的侧壁以及与侧壁相连的底面，底面上可具有泵入端口21以及泵出端口22，即泵入端口以及泵出端口位于底座远离支撑板一侧的表面上，由此，底座在泵入端口、泵出端口所在的底面，以及支撑板之间限定出流体容纳空间240，从而可以利用流体容纳空间另一侧的压电陶瓷片的震荡为流体容纳空间内的流体提供泵入以及泵出的动力。也即是说，底座需要为该压电陶瓷泵限定出一个空腔结构，底座部分的整体厚度可以为2mm左右。阀体结构设置于流体容纳空间内部，并可控制泵入端口以及泵出端口中的一个打开，另一个关闭。阀体结构的具体结构不受特别限制，只要能够实现在循环控制冷却液体在流体容纳空间内的泵入和泵出即可。例如，参考图9、图10和图11，阀体结构可以包括两个第二方向设置的单向阀(如图中所示出的第一单向阀241以及第二单向阀242)，单向阀位于泵入端口以及泵出端口处，两个单向阀打开的方向相反，且单向阀完全覆盖泵入端口以及泵出端口相连通的开口。由此，在压电陶瓷片发生第一方向震荡时，朝向第一方向打开的单向阀被打开，朝向第二方向打开的单向阀被关闭。而在压电陶瓷片下一个震荡动作，即发生第二方向震荡时，则朝向第一方向打开的单向阀被关闭，朝向第二方向打开的单向阀被打开。由此，可令冷却流体自泵入端口进入流体容纳空间内部，并自泵出端口流出容纳空间之外，以实现冷却液体的循环流动。冷却液的进出方向如图10以及图11中箭头所示出的。

可以理解的是，参考图8、图18和图19，阀体结构的组成不受特别限制，单向阀膜片253被配置为可随着压电陶瓷片251的震荡发生震荡，阀体结构的其他部分上具有与冷却液入口和冷却液出口相对应的通孔，上述通孔配合单向阀膜片253中的镂空区域，可以依次控制冷却液入口打开的同时令冷却液出口关闭，并令冷却液出口打开的同时令冷却液入口关闭，由此实现冷却液的泵入和泵出。

具体地，参考图18和图19，阀体结构可以包括单向阀上盖252、单向阀膜片253、单向阀下盖254。并且压电陶瓷泵还可具有底座230，以为压电陶瓷泵内部提供冷却流体流通的空间。其中单向阀下盖254上也可具有一大一小两个通孔，单向阀上盖252的通孔位置和单向阀下盖254的通孔位置一致，但单向阀上盖252上大通孔在单向阀下盖254上的投影处为单向阀下盖254上小通孔的位置，且单向阀上盖252上小通孔在单向阀下盖254上的投影处为单向阀下盖254上大通孔的位置。单向阀膜片253可以为弹性的薄膜，厚度可以为0.005mm左右，具有两个形状一致的镂空区域2531，两个镂空区域2531中均具有一个实体部2532，该实体部2532在单向阀上盖252以及单向阀下盖254上的正投影，均可覆盖单向阀上盖252以及单向阀下盖254上的小通孔。该阀体结构的单向阀膜片253可随着压电陶瓷片251的震荡发生第一方向或是负向的震荡。由此，当单向阀膜片发生第一方向震荡时，单向阀膜片向着单向阀上盖一侧运动，此时的实体部遮挡住单向阀上盖的小通孔，而大通孔未被完全遮盖，此时单向阀上盖的大通孔一侧的流道被打开，小通孔一侧的流道被关闭。反之，当单向阀膜片发生第二方向震荡时，单向阀膜片向着单向阀下盖一侧运动，此时的实体部遮挡住单向阀下盖的小通孔，而大通孔未被完全遮盖，此时单向阀上盖的大通孔一侧的流道被关闭，小通孔一侧的流道被打开。

具体地，参照图8和图19，由于本申请该实施例中的压电陶瓷泵直接设置于第一液冷板上，因此可以利用第一液冷板的板体结构为压电振膜和阀体结构提供支撑，充当泵体的底座。并且，可通过对冷却液入口和冷却液出口的位置以及大小进行设计，进一步实现压电陶瓷泵的减薄。具体地，例如阀体结构可以只包括：单向阀上盖252和单向阀膜片253，单向阀上盖252和单向阀膜片253间可以通过胶粘的方式结合。其中单向阀上盖252上具有第一通孔和第二通孔，第一通孔的面积大于第二通孔的面积，单向阀膜片253位于单向阀上盖252以及第一液冷板之间，单向阀膜片253被配置为可随着压电陶瓷片251的震荡发生震荡，单向阀膜片253具有两个形状一致的镂空区域2531，两个镂空区域2531中均具有一个实体部2532，实体部2532在单向阀上盖上的正投影，位于第一通孔和第二通孔处，并且，第一通孔和第二通孔在液冷板上的正投影分别位于冷却液入口151以及冷却液出口152，且第一通孔在第一液冷板上的正投影完全覆盖冷却液入口以及冷却液出口150中的一个，第二通孔在第一液冷板上的正投影位于冷却液入口以及冷却液出口150中的另一个范围内，并且，与第二通孔相对应的实体部在单向阀上盖252上的正投影完全覆盖第二通孔，与第一通孔相对应的实体部在液冷板上的正投影，完全覆盖冷却液入口以及冷却液出口150中的一个。

该阀体结构的单向阀膜片254可随着压电陶瓷片251的震荡发生第一方向或是负向的震荡。由此，当单向阀膜片发生第一方向震荡时，单向阀膜片向着单向阀上盖一侧运动，此时的实体部遮挡住单向阀上盖的第二通孔，而第一通孔未被完全遮盖，此时单向阀上盖的第一通孔一侧的流道被打开，第二通孔一侧的流道被关闭。反之，当单向阀膜片发生第二方向震荡时，单向阀膜片向着远离单向阀上盖的一侧，即向着第一液冷板一侧运动，此时的实体部遮挡住第一液冷板上与第一通孔相对应的冷却液入口以及冷却液出口中的一个，而第一液冷板上与第二通孔对应的冷却液入口以及冷却液出口中的另一个未被完全遮盖，此时单向阀上盖的第一通孔一侧的流道被关闭，第二通孔一侧的流道被打开。由此，可以省略单向阀下盖以泵体的底座，从而对压电陶瓷泵进行减薄。

具体地，减薄后的压电陶瓷泵的压电振膜的厚度范围可以为0.15-0.25mm，单向阀上盖的厚度范围可以为0.17-0.23mm，单向阀膜片的厚度范围可以为0.03-0.07mm，压电陶瓷泵的总厚度范围可以为0.35-0.55mm。

可以理解的是，当液冷板上设置压电陶瓷泵一侧的盖体(第一盖体或第二盖体)具有较好的弹性，可以随着压电陶瓷泵中的压电陶瓷片发生形变时，可采用液冷板上设置压电陶瓷泵一侧的盖体(第一盖体或第二盖体)直接充当单向阀下盖的作用，从而有利于进一步减薄该散热组件的整体厚度。

为了方便理解，下面对该散热组件能够实现上述有益效果的原理进行简单说明：

第一液冷板和第二液冷板作为散热组件，可用于内部匀热或与外部的冷源做热交换，以帮助电池包保持更低的使用温度。通过与热源直接接触，热源的能量通过第一液冷板的外壳进入冷却流体中，冷却流体在液体泵的驱动下将热量带到流经的低温区域，经过第一液冷板和第二液冷板的外壳通过自然对流或强迫冷却的方式被带离电池包中。现有技术中的散热组件通常为刚性不可弯曲的金属材质，虽然金属材质的导热率较高，较为有利于热量在散热组件中的输送，但便携式电池包的轻薄化是人机体验最重要也是影响最显著的一环，金属材质第一液冷板体积较大，电池包中没有足够的空间进行放置，影响电池包的运行稳定性。

在本申请中，发明人采用了压电陶瓷泵作为冷却流体的驱动泵，微型压电陶瓷泵的尺寸较传统机械泵小的多，且由于压电陶瓷本身导电性极差，工作电流极低，故压电陶瓷泵的驱动功率极低，通常在几十毫瓦的量级，小尺寸、低能耗便于其在电池包上搭载。此外，压电陶瓷泵还摒弃了传统液泵中的电磁线圈，不会对电池包产生任何的电磁干扰，有利于提高设备的运行稳定性。在本申请中，参考图12、图13和图16，发明人将冷却液流道10通过刻蚀、激光、机械加工等方式直接加工在盖体(第一盖体或第二盖体)上，从而在盖体(第一盖体或第二盖体)上形成连通的槽道，并将冷却流体，密封在冷却液流道内部，并将压电陶瓷泵200安装在冷却液体流道10内的任意位置上，用于驱动冷却流体在冷却液体流道10内流动，最终得到了超薄化、低成本、易组装、低电磁干扰的具有较好均温性能的散热组件。

可以理解的是，为了防止冷却液不经过冷却液流道直接在泵入端口和泵出端口之间流通，出现液体短路，参考图14和图15，冷却液体流道中可进一步包括阻挡结构140，冷却液入口以及冷却液出口相邻设置，阻挡结构140位于冷却液入口以及冷却液出口之间将冷却液体流道划分为供水区域和回水区域，供水区域的一侧与冷却液入口相连，回水区域与冷却液出口相连，供水区域和回水区域在远离冷却液入口的一侧连通。通过阻挡结构的设置将冷却液体流道划分成供水区域和回水区域，进而可通过压电陶瓷泵的设置加快冷却液流速，提高散热组件的均温性能。具体地，当液冷板具有如图13和14中所示出的结构时，阻挡结构140可以为隔筋，将冷却液入口和冷却液入口之间间隔开。即：冷却液入口和冷却液出口可以位于图13中示出的阻挡结构140的上下两侧。以图13中靠近摄像头通孔170处为泵的出水口为例，此时，经压电陶瓷泵泵出的冷却流体在第一盖体中靠近摄像头通孔170的区域流动，由于阻挡结构140的存在，此处的进水口和出水口被间隔开，泵的出口泵出的冷却流体不会不经过第一盖体的上部分结构而直接被泵的入水口的压力吸入泵内部。冷却流体可以在摄像头通孔170的下部流入第一盖体的下部分区域，流经完整的冷却液体流道之后，自泵的进水口实现循环。冷却液在冷却液体流道中的流通方向可如图13中箭头所示出的。

或者，参考图14，阻挡结构140也可以为冷却液入口和冷却液出口之间的间隙。该间隙可以为凸起，由此也可以起到阻挡泵的出口泵出的冷却流体经过第一盖体的上部分结构而直接被泵的入水口的压力吸入泵内部的功能。由此，可令冷却流体流经整个冷却液体流道之后，再被泵吸入，进行下一次循环。

具体地，冷却流体在冷却液体流道中的流通方向可如图15中箭头所示出的。

可以理解的是，参考图13和图15，冷却液体流道的流道宽度以及排布不受特别限制，例如，冷却液体流道可以为S型，冷却流体的流动方向如图中箭头所示，当供水区域和回水区域均为S型时，冷却流体在对应区域的流动路径最长，故流体之间的热交换时间最长，热交换效果最好，有助于获得温度均一的冷却流体，进一步提高散热组件的均温性能。

另外，可以理解的是，冷却液体流道的深度不受特别限制，例如冷却液体流道的深度可不小于25微米。当冷却液体流道的深度小于25微米时，冷却液体流道内的冷却流体体积较少，冷却效果不足以满足使用要求。

可以理解的是，为了保证压电陶瓷泵具有足够的压头，以形成流速足以进行散热的冷却流体的流速，压电陶瓷泵以及冷却液体流道的体积不受特别限制，例如压电陶瓷泵以及冷却液体流道的体积可被配置为令冷却液体流道内的冷却液的流速达到不小于0.5mL/min。当冷却液体流道内的冷却液的流速小于0.5mL/min时，冷却流体(例如水等)介质将无法有效地对热源的热量进行发散。具体地，发明人发现压电陶瓷泵中的压电陶瓷片的厚度H和直径D的至少之一需要满足：0.1mm≤H≤0.5mm；3mm≤D≤12mm的要求。具体而言，压电陶瓷片可以在电场作用下进行震荡，机械震荡可为冷却液提供流动的动力，通常的压电陶瓷片为上、下两个表面涂覆有导电材料(用于形成电极)的薄片，压电陶瓷片的材料、尺寸决定压电陶瓷泵可提供的动力。压电陶瓷片的具体材料不受特别限制，例如可以为锆基陶瓷。本领域技术人员能够理解的是，对于电池包而言，通常散热组件的面积不能过小，否则无法有效地将热量从热源均温至热源以外的区域，即散热组件的大小至少应当覆盖电池包中的至少一个热源，以及热源以外面积足够大的非热源区域。发明人发现，压电陶瓷片的厚度在不小于0.1mm且不大于0.5mm，直径不小于3mm且不大于12mm的情况下，既可为散热组件提供足够的动力，保证散热组件内密封的冷却液体的流速达到不小于0.5mL/min，同时也可以确保散热组件体积、重量适中，可较为简单地在电池包中进行放置。

可以理解的是，为了进一步加强泵出端口处流体的缓冲作用，与冷却液入口以及冷却液出口相邻处的冷却液体流道可以具有缓冲段，缓冲段的宽度可大于非缓冲段处冷却液流道的宽度。

也即是说，通过将压电陶瓷泵的泵入、泵出端口与第一或是第二盖体结合处的冷却液体流道的横截面积加大(即宽度方向加大)的方式，可以对泵出或是泵入的冷却流体进行进一步缓冲。具体地，缓冲段的宽度可以为至少2倍于非缓冲段处冷却液体流道的宽度。

可以理解的是，参考图12，第一液冷板和第二液冷板各自独立地包括相对设置的第一盖体110和第二盖体120，冷却液体流道10密封于第一盖体110和第二盖体120之间。进一步地，在获得前述的具有均温效果的散热组件后，可以将该散热组件直接贴合在现有电池包的外壳上，有助于进一步提高该散热组件的适用范围，有效避免了冷却流体气化后进入电池包内部，导致电池包内部进水，进而导致对电池包内部的电芯的损坏。

进一步地，可以理解的是，第一盖体和第二盖体之间形成冷却液流道，以及冷却液体流道的具体形状均不受特别限制，只要能够实现密封冷却流体，并令冷却流体在压电陶瓷泵提供的动力下进行循环流动即可。例如，参考图12，第一盖体110朝向第二盖体120的一侧可以具有第一凹槽，第二盖体120朝向第一盖体110的一侧可以具有第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽形成冷却液体流道10，也即是说，第一盖体和第二盖体上均可以具有非贯穿性的凹槽，第一凹槽和第二凹槽的形状一致，二者在第一盖体和第二盖体进行封合处理之后，共同形成冷却液体流道。同时，参照图7，第一盖体或第二盖体上还可以具有贯穿第一盖体或第二盖体的第三通孔11、12，该第三通孔与第一凹槽和第二凹槽构成的冷却液体流道相连通，第三通孔构造成冷却液入口以及冷却液出口，压电陶瓷泵设置在第一液冷板上具有第四通孔的一侧的盖体上。根据本申请的一些示例，第一凹槽处第一盖体的厚度，以及第二凹槽处第二盖体的厚度分别独立地为不小于25微米。

可以理解的是，第一盖体和第二盖体之间形成冷却液体流道，以及冷却液体流道的具体形状均不受特别限制，只要能够实现密封冷却流体，并令冷却流体在压电陶瓷泵提供的动力下进行循环流动即可。例如，参考图15，第一盖体和第二盖体中的可以一个表面具有凹槽，凹槽和第一盖体110和第二盖体120中的另一个形成冷却液流道。

可以理解的是，参考图16和图17，第一盖体110和第二盖体120之间形成冷却液体流道10，以及冷却液体流道10的具体形状均不受特别限制，只要能够实现密封冷却流体，并令冷却流体在压电陶瓷泵200提供的动力下进行循环流动即可。例如，第一盖体和第二盖体之间可进一步具有隔板130，隔板130具有镂空图案，镂空图案构成冷却液流道，且第一盖体或第二盖体上具有两个贯穿第一盖体或第二盖体的第三通孔，第三通孔与镂空图案构成的冷却液体流道相连通，第三通孔构造成冷却液入口以及冷却液出口。根据本申请的一些示例，形成隔板的材料可与形成第一盖体或第二盖体的材料保持一致，即形成隔板的材料可以为聚酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、陶瓷以及玻璃中的至少一种。

可以理解的是，当形成第一盖体和第二盖体中的至少一个的材料为柔性材料时，散热组件可进一步包括：水氧阻隔膜，水氧阻隔膜位于柔性材料形成的盖体远离冷却液体流道的一侧，具体地，上述柔性材料可以为高分子材料。

在本申请的另一个方面，本申请提供了一种电池包。根据本申请的实施例，该电池包括电芯模组，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯；和前面所述的散热组件，所述散热组件用于对所述电芯模组进行散热，所述散热组件可以有效实现电芯模组的快速散热，且该电池包因具有前面所述的能够实现快速散热的散热组件，在使用过程中可以在不同的工作温度下具有不同的热阻，安全性高，电化学性能好，且具有前面所述的散热组件的所有特征和优点，在此不再过多赘述。

可以理解的是，该电池包除包括电芯模组和前面所述的散热组件以外，还可以包括其他必要的结构和组成，具体而言，参考图20，该电池包还可以包括外壳410，所述外壳410限定出容纳腔室，所述电芯模组和所述散热组件中的第一液冷板位于所述容纳腔室中，所述容纳腔室上具有第四通孔13，所述散热组件中连接所述第一液冷板的连接部件穿设于所述第四通孔13中，并与外壳外部的第二液冷板相连接(图中未示出)，其具有较好的防水和防尘性能，从而更好地实现了对电池的保护，防止灰尘或水对电池造成腐蚀，使得电池包的可靠性强。

另外，可以理解的是，外壳410可以与电芯模组不直接接触，例如，外壳410与电芯模组之间填充保温材料，保温材料可以为保温棉、石棉等材料，，本领域技术人员可以根据实际需要进行灵活选择；或者电芯模组采用骨架支撑，使得电芯模组与外壳410之间具有较大的间隙，从而更好地实现了对电池的保护，进一步提高了电池包的安全性。

进一步地，可以理解的是，所述电池包在温度为-30℃～55℃的条件下进行充放电循环后，其放电容量降低不超过30％，需要说明的是，前面所述的放电容量降低的百分比是这样定义的：

放电容量降低的百分比＝(在进行充放电循环之前所述电池包的放电容量-在进行充放电循环之后所述电池包的放电容量)/在进行充放电循环之前所述电池包的放电容量。

在本申请的一些示例中，具有前面所述的散热组件的电池包，其热阻比同等条件下的由刚性冷板构成的散热组件的电池包的热阻下降至少60％。

可以理解的是，该电池包的应用场景不受特别限制，例如包括但不限于应用于机器人、笔记本电脑、手机、平板电脑、可穿戴设备、游戏机、电视机或者车载显示器等中，在此不再过多赘述。由此，应用范围广泛。

在本申请的又一个方面，本申请提供了一种机器人。根据本申请的实施例，该机器人包括前面所述的电池包，该机器人因具有前面所述的能够快速散热的电池包，安全性高，用户体验较好，且具有前面所述的电池包的所有特征和优点，在此不再过多赘述。

可以理解的是，所述机器人还具有相关技术中常规机器人的结构和部件，在此不再过多赘述。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (25)

1.一种散热组件，所述散热组件用于对电池包中的电芯模组进行散热，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯，其特征在于，所述散热组件包括：

第一液冷板，所述第一液冷板沿至少一个所述电芯的部分外轮廓设置；

第二液冷板，所述第二液冷板不与所述电芯相接触，所述第二液冷板与所述第一液冷板通过连接部件相连接，所述连接部件和所述第一液冷板的内部具有冷却液体流道，所述冷却液体流道中密封有冷却流体，且所述第一液冷板或连接部件具有与所述冷却液体流道相连通的冷却液入口和冷却液出口；和

压电陶瓷泵，所述压电陶瓷泵与所述冷却液体流道相连通，所述压电陶瓷泵具有泵入端口以及泵出端口，所述泵入端口与所述冷却液出口相连，所述泵出端口与所述冷却液入口相连；

所述压电陶瓷泵包括：

压电振膜，所述压电振膜包括压电陶瓷片以及与所述压电陶瓷片相接触的支撑板，所述压电陶瓷片的表面具有可产生电场的电极，所述电场可控制所述压电陶瓷片发生震荡；以及

阀体结构，所述阀体结构设置于所述压电振膜以及所述第一液冷板或所述连接部件之间，并可控制所述泵入端口以及所述泵出端口中的一个打开，另一个关闭；

所述阀体结构包括：单向阀上盖和单向阀膜片，所述单向阀上盖上具有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的面积大于所述第二通孔的面积，所述单向阀膜片位于所述单向阀上盖以及所述第一液冷板之间，所述单向阀膜片被配置为可随着所述压电陶瓷片的震荡发生震荡，所述单向阀膜片具有两个形状一致的镂空区域，两个所述镂空区域中均具有一个实体部，所述实体部在所述单向阀上盖上的正投影，位于所述第一通孔和所述第二通孔处，

并且，所述第一通孔在所述第一液冷板上的正投影完全覆盖所述冷却液入口以及所述冷却液出口中的一个，所述第二通孔在所述第一液冷板上的正投影位于所述冷却液入口以及所述冷却液出口中的另一个范围内，

并且，与所述第二通孔相对应的所述实体部在所述单向阀上盖上的正投影完全覆盖所述第二通孔，与所述第一通孔相对应的所述实体部在所述第一液冷板上的正投影，完全覆盖所述冷却液入口以及所述冷却液出口中的一个。

2.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述第一液冷板沿全部所述电芯的部分外轮廓设置。

3.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，所述第一液冷板具有相对的第一侧和第二侧，相邻的两个所述电芯分别位于所述第一液冷板的所述第一侧和所述第二侧，每个所述电芯的外轮廓划分为相对的第一部分外轮廓和第二部分外轮廓，

所述第一液冷板沿位于所述第一侧的所述电芯的第二部分外轮廓设置；所述第一液冷板沿位于所述第二侧的所述电芯的第一部分外轮廓设置。

4.根据权利要求2所述的散热组件，其特征在于，全部所述电芯均位于所述第一液冷板的第二侧，所述第一液冷板沿全部所述电芯的第一部分外轮廓设置。

5.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，表面设置有所述第一液冷板的所述部分外轮廓为曲线结构，形成所述第一液冷板的材料包括柔性材料。

6.根据权利要求5所述的散热组件，其特征在于，所述柔性材料包括聚酯、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或金属箔片中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的散热组件，其特征在于，所述金属箔片为铜箔。

8.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述第二液冷板的内部也具有所述冷却液体流道，所述冷却液体流道中密封有冷却流体。

9.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，沿所述冷却流体的流动方向上，所述连接部件上依次设置有第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口，

其中，所述第一进液口和所述第二出液口与所述第一液冷板相连接，所述第一出液口和所述第二进液口与所述第二液冷板相连接。

10.根据权利要求9所述的散热组件，其特征在于，所述连接部件包括相互平行设置的第一管路和第二管路，所述第一管路的一端构造成所述第一进液口，另一端构造成所述第一出液口；所述第二管路的一端构造成所述第二进液口，另一端构造成所述第二出液口。

11.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，还包括以下至少之一：

导热垫，所述导热垫设置在所述电芯与所述第一液冷板之间；

控制模块，所述控制模块与所述电芯和所述压电陶瓷泵均电连接，所述控制模块用于给所述电芯和所述压电陶瓷泵供电，并控制所述压电陶瓷泵的打开与关闭；

散热器，所述散热器与所述第二液冷板相接触。

12.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述冷却液入口以及冷却液出口相邻设置，且所述冷却液入口与冷却液出口之间设置阻挡结构。

13.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，所述压电陶瓷泵以及所述冷却液体流道的体积被配置为可令所述冷却液体流道内的冷却流体的流速不小于0.5mL/min。

14.根据权利要求13所述的散热组件，其特征在于，满足以下条件的至少之一：

所述冷却液体流道的深度不小于25微米；

压电陶瓷片的厚度H满足0.1mm≤H≤0.5mm；

压电陶瓷片的直径D满足3mm≤D≤12mm。

15.根据权利要求1所述的散热组件，其特征在于，与所述冷却液入口以及冷却液出口相邻处的所述冷却液体流道具有缓冲段，所述缓冲段的所述冷却液体流道的宽度大于非缓冲段处所述冷却液体流道的宽度。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的散热组件，其特征在于，所述第一液冷板和所述第二液冷板各自独立地包括相对设置的第一盖体和第二盖体，所述冷却液体流道密封于所述第一盖体和所述第二盖体之间。

17.根据权利要求16所述的散热组件，其特征在于，所述第一盖体朝向所述第二盖体的一侧具有第一凹槽，所述第二盖体朝向所述第一盖体的一侧具有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽形成所述冷却液体流道，

所述第一盖体或所述第二盖体上具有贯穿所述第一盖体或所述第二盖体的第三通孔，所述第三通孔构造成所述冷却液入口以及所述冷却液出口。

18.根据权利要求17所述的散热组件，其特征在于，所述第一凹槽处所述第一盖体的厚度，以及所述第二凹槽处所述第二盖体的厚度各自独立地不小于25微米。

19.根据权利要求16所述的散热组件，其特征在于，所述第一盖体和所述第二盖体中的一个表面具有第三凹槽，所述第三凹槽和所述第一盖体和所述第二盖体中的另一个形成所述冷却液体流道。

20.根据权利要求16所述的散热组件，其特征在于，所述第一盖体和所述第二盖体之间进一步具有隔板，所述隔板具有镂空图案，所述镂空图案构成所述冷却液体流道，

所述第一盖体或所述第二盖体上具有两个贯穿所述第一盖体或所述第二盖体的第三通孔，所述第三通孔构造成所述冷却液入口以及所述冷却液出口。

21.根据权利要求16所述的散热组件，其特征在于，形成所述第一盖体和所述第二盖体中的至少一个的材料为柔性材料，

所述散热组件进一步包括：水氧阻隔膜，所述水氧阻隔膜位于所述柔性材料形成的盖体远离所述冷却液体流道的一侧。

22.一种电池包，其特征在于，包括：

电芯模组，所述电芯模组包括多个并排设置的电芯；和

权利要求1～21中任一项所述的散热组件，所述散热组件用于对所述电芯模组进行散热。

23.根据权利要求22所述的电池包，其特征在于，还包括外壳，所述外壳限定出容纳腔室，所述电芯模组和所述散热组件中的第一液冷板位于所述容纳腔室中，所述容纳腔室上具有第四通孔，所述散热组件中连接所述第一液冷板的连接部件穿设于所述第四通孔中，并与外壳外部的第二液冷板相连接。

24.根据权利要求22或23所述的电池包，其特征在于，所述电池包在温度为-30℃～55℃的条件下进行充放电循环后，其放电容量降低不超过30％。

25.一种机器人，其特征在于，包括权利要求22～24中任一项所述的电池包。

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