CN114221058B - 一种铝排导热装置和复合铝排 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池技术领域，包括一种铝排导热装置和复合铝排，其中铝排导热装置包括铝盒组件，所述铝盒组件包括盒体，该盒体的顶部设置盒盖，底部设置导热底板，盒体、盒盖和导热底板围成密闭空间，并在该密闭空间内填充相变材料。相变材料通过吸收铝排产生的热量而发生从固态到液态的变化，从而降低铝排的温度；另外，复合铝排包括铝排，还包括前述方案中的的铝排导热装置，且铝排导热装置安装在铝排的正面。该铝排既能满足电池的正常使用，又能在电池高倍率充放电时降低铝排的温升，使铝排的温度保持在电池正常工作的温度范围内。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体包括一种铝排导热装置以及复合铝排。
背景技术
在锂电池行业中，电池模组成组是通过电芯极柱间的串并联来完成。针对电芯盖板的不同结构，常见的电芯间连接方式有铝排连接、铜排连接、铜铝复合排连接等。其中，由于铝排激光焊接具有速度快、深度大、变形小，能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单，激光聚焦后功率密度高，可进行微型焊接等众多优点得到了较广泛的应用。
由于铝排的过流能力较差，且受限于激光焊接设备，铝排焊接厚度需控制在2mm以下，才能保证焊接强度。因此在电池高倍率充放电时，铝排载流面积无法达到要求，且温升较大，使电池触发高温告警，无法正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝排导热装置，该铝排导热装置安装在铝排上，其内部包含相变材料，相变材料通过吸收铝排产生的热量而发生从固态到液态的变化，从而降低铝排的温度。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种铝排导热装置，包括铝盒组件，所述铝盒组件包括盒体，该盒体的顶部设置盒盖，底部设置导热底板，盒体、盒盖和导热底板围成密闭空间，并在该密闭空间内填充相变材料，且相变材料在固态时密闭空间内预留形变空间。在将该铝排导热装置安装在铝排上后，当铝排温度升高时，导热底板作为中间导热部件，将铝排的部分热量传递给相变材料，相变材料吸热液化，从而降低铝排的热量，由于相变材料温度降低后重新固化，因此该装置能够持续对铝排进行降温。
作为导热底板的优选方案，所述导热底板由银或铜等高导热性材料制成，包括底部的平面导热部和上部的波形接触板，其中平面导热部和上部的波形接触板通过连接件连接，且平面导热部、波形接触板和连接件材质相同。与平面结构相比，波形接触板具有较大的表面积，这可以提高导热底板与相变材料的接触面积，从而提高导热效率。
作为盒盖的优选方案，所述盒盖包括若干散热片，散热片之间预留间隙，且散热片的上部向上延伸，下部延伸至密闭空间内部并接触相变材料，通过散热片能够使液态相变材料快速固化，从而使铝排导热装置保持高效的降温性能。
作为铝盒组件的优选方案，所述盒体的下部边缘向下延伸并形成盖合沿，盖合沿能够卡在铝排外周，以增加铝排导热装置与铝排的安装稳定性。
对于具有盖合沿的铝盒组件，优选导热底板还包括贴合盖合沿内壁设置的侧面导热部，这些侧面导热部连接平面导热部，在将盖合沿盖合铝排后，侧面导热部贴合铝排的侧面边缘。平面导热部与侧面导热部共同对铝排进行导热，以提高导热效率。
作为铝排导热装置的一种优选方案，所述铝排导热装置包括两个铝盒组件，两个铝盒组件通过桥接件连接，且在该桥接件上设置扣合件，该扣合件能够扣合连接铝排。
对于上述具有两个铝盒组件的铝排导热装置，所述桥接件的中部设置连接内腔，在两个盒体上设置与连接内腔连通的连接孔，且在连接内腔中盛装相变材料。这可以使两个盒体内的相变材料实现互通，当铝排的一侧升温过快时，整个铝排导热装置中的相变材料都可以参与相变，从而以最快的速度降低铝排的温度。
本发明的另一个目的在于提供新型铝排，该铝排既能满足电池的正常使用，又能在电池高倍率充放电时降低温升，使铝排的温度保持在电池正常工作的温度范围内。
为实现上述目的，本发明提供一种复合铝排，该复合铝排包括铝排，还包括前述方案中的的铝排导热装置，且铝排导热装置安装在铝排的正面。用该复合铝排代替现有铝排，其既能满足电池的正常使用，又能在电池高倍率充放电时及时降低铝排的温度。
优选地，盒盖上设置的散热片与盒盖的边缘呈30°-60°夹角，这可以使散热片之间的间隙偏向通风通道，从而加快散热片外周的空气流通速度，提高热量散失效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1本发明提供的实施例一种铝排导热装置和复合铝排的整体结构示意图；
图2为图1所示结构中单侧降温铝盒的拆分结构示意图；
图3为图2中导热底板的结构示意图；
图4为图1中桥接件的侧面平面结构示意图；
图5为图1所示结构的背面结构示意图；
图6为本发明提供的复合铝排的一个实施例的结构示意图；
图7为本发明提供的复合铝排的另一个实施例的正面结构示意图。
图中，盒体1、盒盖2、散热片3、盖合沿4、桥接件5、扣合件6、导热底板7、连接孔8、铝排10、散热片I31、连接内腔51、连接臂61、钩体62、手柄63、平面导热部71、波形接触板72、连接件73、侧面导热部74。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
图1-5为本发明的一个实施例，一种铝排导热装置。如图1所示，该铝排导热装置包括左右两个铝盒组件，两个铝盒组件通过桥接件5连接，且在桥接件5上设置扣合件6。具体地，上述铝盒组件包括盒体1，该盒体1的顶部设置盒盖2，底部设置导热底板7，盒体1、盒盖2和导热底板7围成密闭空间，并在该密闭空间内填充相变材料，其中相变材料选用石蜡，或者石蜡与石墨烯的混合体，且相变材料在固态时密闭空间内预留一定的形变空间，以满足相变材料受热膨胀时对体积的需求。另外，盒体1的下部边缘向下延伸并形成盖合沿4，盖合沿4能够卡在铝排外周。
具体地，导热底板7由铜材料制成，包括底部的平面导热部71和上部的波形接触板72，其中平面导热部71和上部的波形接触板72通过连接件73连接，且平面导热部71、波形接触板72和连接件73材质相同。另外，在盖合沿4的内侧设置侧面导热部74，这些侧面导热部74连接平面导热部71，在将盖合沿4盖合铝排后，侧面导热部74贴合铝排的侧面边缘。
为了使液化的相变材料快速固化，在本实施例采用的盒盖2还包括若干散热片3，这些散热片3之间预留间隙，且散热片3的上部向上延伸，下部延伸至密闭空间内部并接触相变材料。
本实施例中的铝排导热装置与蝶形铝排的形状相匹配，通过在桥接件5的中部设置连接内腔51，在两个盒体1上设置与连接内腔51连通的连接孔8，且在连接内腔51中盛装相变材料，这可以使两个盒体1内的相变材料实现互通，当铝排的一侧升温过快时，整个铝排导热装置中的相变材料都可以参与相变，从而以最快的速度降低铝排的温度。
上述实施例展示的铝排导热装置通过桥接件5上的扣合件6安装在铝排10上，如图4所示，扣合件6对称设置在桥接件5的两侧，包括铰接连接桥接件5的连接臂61，以及连接臂61端部的钩体62，并在钩体62的外侧设置手柄63，通过下压手柄63能够使钩体62卡在铝排10的边缘并实现对铝排导热装置的固定，同样，可以通过上抬手柄63实现对铝排导热装置的拆卸。
基于上述结构的铝排导热装置，本发明还提供了一种复合铝排，如图6所示，该复合铝排包括蝶形铝排10，该蝶形铝排10的正面设置图1所示的铝排导热装置，其中盒体1内盛装相变材料，对于现用铝排，在单个铝壳内填充30克左右的相变材料即可满足降温需求。为进一步提高导热效率，在平面导热部71和铝排10之间涂抹导热硅胶，且整个铝排导热装置通过中部的两个扣合件6固定在铝排10上。相变材料吸热液化后，液态材料将热量传递给散热片3，这些散热片3的上部裸露于模组外壳内，在散热扇的作用下，散热片3的热量会快速散失。该铝排既能满足电池的正常使用，又能在电池高倍率充放电时降低铝排的温升，使铝排的温度保持在电池正常工作的温度范围内。
另外，本发明还提供了另一种形式的复合铝排，其正面视图如图7所示，与第一种复合铝排相比，该复合铝排正面设置了倾斜的散热片I31，即单块铝排上的散热片I31统一朝向一个方向倾斜，以模组中左侧铝排为例，可以使设计散热片I31向右倾斜50度，在模组中，倾斜设置的散热片I31之间形成朝向主气流通道的多个小通风间隙，这更有利于气体流动，从而实现散热片I31的快速降温，配合使用环境的降温上设备，可以将铝排的温度在25°左右，防止出现温度骤升的现象。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种铝排导热装置，包括铝盒组件，其特征在于：所述铝盒组件包括盒体，该盒体的顶部设置盒盖，底部设置导热底板，盒体、盒盖和导热底板围成密闭空间，并在该密闭空间内填充相变材料，且相变材料在固态时密闭空间内预留形变空间；
所述铝排导热装置包括两个铝盒组件，两个铝盒组件通过桥接件连接，且在该桥接件上设置扣合件，该扣合件能够扣合连接铝排；
所述桥接件的中部设置连接内腔，在两个盒体上设置与连接内腔连通的连接孔，且在连接内腔中盛装相变材料。
2.如权利要求1所述的一种铝排导热装置，其特征在于：所述导热底板由银或铜等高导热性材料制成，包括底部的平面导热部和上部的波形接触板，其中平面导热部和上部的波形接触板通过连接件连接，且平面导热部、波形接触板和连接件材质相同。
3.如权利要求1所述的一种铝排导热装置，其特征在于：所述盒盖包括若干散热片，散热片之间预留间隙，且散热片的上部向上延伸，下部延伸至密闭空间内部并接触相变材料。
4.如权利要求2所述的一种铝排导热装置，其特征在于：所述盒体的下部边缘向下延伸并形成盖合沿，盖合沿能够卡在铝排外周。
5.如权利要求4所述的一种铝排导热装置，其特征在于：所述导热底板还包括贴合盖合沿内壁设置的侧面导热部，这些侧面导热部连接平面导热部，在将盖合沿盖合铝排后，侧面导热部贴合铝排的侧面边缘。
6.一种复合铝排，包括铝排，其特征在于：该复合铝排还包括权利要求1-5中任一项所述的铝排导热装置，且铝排导热装置安装在铝排的正面。
7.如权利要求6所述的一种复合铝排，其特征在于：盒盖上设置的散热片与盒盖的边缘呈30°-60°夹角。
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