CN116744546B - 超导散热电池保护板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超导散热电池保护板，包括电路板、集热罩、石墨烯导热片及液冷散热装置，电路板具有安装有电子器件的元件面；集热罩固定在元件面的上方且贴近电子元器件；石墨烯导热片贴设在集热罩内朝向电子元器件的内表面；液冷散热装置包括导热板、散热板及复数个液冷柱，导热板贴设在集热罩的顶面，且导热板内具有集液腔，散热板具有蒸汽腔，复数个液冷柱设在导热板和散热板之间，且液冷柱为具有将集液腔和蒸汽腔连通的介质通道；集液腔内填充有液体介质，液体介质的沸点为40至70℃。根据本发明的超导散热电池保护板，可以实现高效的散热效果，保持电路板的温度不至于过高，进而保证了电路板稳定的工作状态，提高了其工作的可靠性和稳定性。

Description

超导散热电池保护板

技术领域

本发明涉及电路板，尤其设计一种超导散热电池保护板。

背景技术

近年来，随着移动电子设备、电动汽车、储能系统等应用的广泛推广，锂电池作为一种高能量密度、长寿命、环保的能源储存解决方案，逐渐成为主流选择。然而，锂电池在充放电过程中，由于其特性，需要精确的管理和保护，以确保其安全性和性能稳定。为此，通常在实际应用中配置了锂电池充放电保护板，用于监测和控制电池的各项参数，以防止过充、过放、过流等情况的发生。

锂电池充放电保护板在工作中需要持续检测电池的电压、电流、温度等重要参数，以实现及时的充放电管理。在大电流的场景下，例如电动车的高功率加速、充电等操作，保护板需要更频繁地监测和响应，以确保电池系统的安全运行。然而，由于保护板本身存在一定的内阻和能量损耗，长时间大电流工作容易造成保护板温度过高，降低了其稳定性和可靠性。

另外，锂电池保护板通常与电池一同被安装在设备壳内部，这种封闭的环境限制了保护板的散热效果。随着电池的高功率充放电过程，热量会积聚在设备壳内，进一步增加了保护板温度。过高的工作温度会导致保护板内部元器件的老化和失效，甚至可能触发过热保护，导致电池系统停止工作，严重影响了设备的正常使用。

由于锂电池保护板与电池紧密结合，两者共同工作，因此保护板的故障可能会对电池系统产生严重影响。例如，过热保护失效可能导致电池过度充放电，缩短其使用寿命；过流保护故障可能导致电池系统遭受过大电流，引发火灾等安全事故。

因此，解决锂电池充放电保护板在大电流场景中温度过高、散热效果不佳以及保护板自身故障等问题，对于提高锂电池系统的稳定性、安全性和可靠性具有重要意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种超导散热电池保护板。

为实现上述目的，根据本发明实施例的超导散热电池保护板，包括：

电路板，所述电路板具有安装有若干电子元器件的元件面；

集热罩，所述集热罩固定在所述元件面的上方且贴近所述电子元器件；

石墨烯导热片，所述石墨烯导热片贴设在所述集热罩内朝向所述电子元器件的内表面；

液冷散热装置，所述液冷散热装置包括导热板、散热板及复数个液冷柱，所述导热板贴设在所述集热罩的顶面，且所述导热板内具有集液腔，所述散热板具有蒸汽腔，所述复数个液冷柱设在所述导热板和所述散热板之间，且所述液冷柱为具有将所述集液腔和所述蒸汽腔连通的介质通道；

其中，所述集液腔内填充有液体介质，所述液体介质的沸点为40至70℃，用以在吸热后形成蒸汽介质，并经由所述介质通道进入至所述蒸汽腔，并通过所述散热板将热量传递至外部。

根据本发明实施例提供的超导散热电池保护板，在电路板上设置集热罩，集热罩内表面设置石墨烯导热片，利用石墨烯导热片的超导热性，能够吸收电路板的热量，与此同时，集热罩的顶面设有液冷撒热装置，导热板能够吸收即集热罩的热量，其内部的低沸点液体介质吸热之后能够转化为蒸汽介质，并从液冷柱中的介质通道进入散热板，由于散热板的温度低，蒸汽介质与散热板进行热交换后又转化为液体介质，并在重力作用下重新从介质通道流回至导热板的集液腔内，如此，可以实现高效的散热效果，保持电路板的温度不至于过高，进而保证了电路板稳定的工作状态，提高了其工作的可靠性和稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的超导散热电池保护板还可以具有如下附加的技术特征。

根据本发明的一个实施例，还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片贴设在所述散热板的顶面，用以对所述散热板进行冷却，使得所述蒸汽腔内的蒸汽介质冷却形成液体介质，并在重力作用下回流至所述集液腔内。

根据本发明的一个实施例，所述液冷散热装置还包括鳍片散热器，所述鳍片散热器位于所述散热板和所述导热板之间并套设在所述液冷柱上，用以将所述液冷柱及所述导热板的热量传导至外部。

根据本发明的一个实施例，所述复数个液冷柱在所述导热板和散热板之间呈矩阵分布，并在第一水平方向上形成多排间隔布置；

所述鳍片散热器为多个，多个所述鳍片散热器与多排所述液冷柱一一对应，每个所述鳍片散热器上具有多个通孔，多个所述通孔套设在对应的一排所述液冷柱的各个所述液冷柱上。

根据本发明的一个实施例，相邻的两个所述鳍片散热器之间具有间隙以形成间隙通道，所述间隙通道沿第二水平方向延伸，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；

每个所述鳍片散热器在所述第一水平方向上的两侧均具有复数个散热鳍片，复数个所述散热鳍片沿所述第二水平方向间隔布置，相邻两个所述散热鳍片之间形成散热间隙，所述散热间隙与所述间隙通道相通。

根据本发明的一个实施例，所述集热罩在所述第二水平方向的一端设有载板，所述载板上设有散热风扇，用以向所述间隙通道内吹风或送风，以使所述间隙通道中形成空气流。

根据本发明的一个实施例，所述电路板上具有不含电子元器件的空置区，所述集热罩的内表面设有与所述空置区对应的导热块，所述导热块与所述空置区的表面接触。

根据本发明的一个实施例，所述导热块上与所述空置区接触的表面设有石墨烯导热膜。

根据本发明的一个实施例，所述电路板上设有控制器和用以检测温度的温度传感器，所述控制器与所述散热风扇和半导体制冷片电连接，用以根据所述温度传感器检测的温度控制调节所述半导体制冷片和散热风扇的工作参数。

根据本发明的一个实施例，所述液体介质为甲醇、二氯甲烷、二氯乙烯、甲酸甲酯、碳氟化合物液体、石油醚、丙酮中的一种或几种。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例超导散热电池保护板的结构示意图；

图2是本发明实施例超导散热电池保护板的侧视图；

图3是本发明实施例超导散热电池保护板的分解图；

图4是本发明实施例超导散热电池保护板中电路板与集热罩的分解图；

图5是本发明实施例超导散热电池保护板中集热罩的结构示意图；

图6是本发明实施例超导散热电池保护板中液冷散热装置的剖视图；

图7是图6中A处的局部放大图；

图8是本发明实施例超导散热电池保护板中液冷散热装置的分解图。

10、电路板；

20、集热罩；

201、导热块；

201a、石墨烯导热膜；

202、载板；

30、石墨烯导热片；

40、液冷散热装置；

401、导热板；

P401、集液腔；

402、散热板；

P402、蒸汽腔；

403、液冷柱；

P403、介质通道；

404、鳍片散热器；

4041、鳍片；

H404、通孔；

X404、散热间隙；

P404、间隙通道；

50、半导体制冷片；

60、散热风扇。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”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，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参照附图详细描述本发明实施例的超导散热电池保护板。

参照图1至图8所示，根据本发明实施例提供的超导散热电池保护板，包括电路板10、集热罩20、石墨烯导热片30及液冷散热装置40。

具体地，电路板10具有安装有若干电子元器件的元件面。电路板10是整个保护板的基础，其上安装了若干电子元器件，这些电子元器件是用于监测电池参数、控制充放电流程的电路元件。在应用中，电路板10与锂电池电连接连接，通过对电池的各项参数进行实时检测和控制，确保电池工作在安全稳定的状态下。

集热罩20固定在所述元件面的上方且贴近所述电子元器件。石墨烯导热片30贴设在所述集热罩20内朝向所述电子元器件的内表面。集热罩20通常由导热性良好的金属材料制成，例如铝合金或铜。示例性地，该集热罩20的结构类似于一个开放的盒子结构，形状与电路板10相适应，覆盖在电路板10的上方，且紧密贴近电子元器件。集热罩20的功能是形成一个空间，将电子元器件有效地包裹在内，且尽可能贴近电子元器件，以吸收电子元器件的热量。

石墨烯是由碳原子构成的单层二维晶体，具有出色的导热性能。石墨烯导热片30通常是薄片状，贴设在集热罩20内，朝向电子元器件的内表面。它的功能是充分利用石墨烯材料的超导热性，高效吸收电子元器件产生的热量，并快速传导至液冷散热装置40，为后续散热过程提供高效的热源。

需要说明的是，由于电路板10上各个电子元器件的高度不同，无法形成统一的平面，导热件无法与各个电子元器件接触，所以，采用通常的散热方式难以实现快导热。本申请中，在集热罩20的内表面贴近电子元器件的同时，在该内表面设置石墨烯导热片30，利用了石墨烯的超导热特性，能够快速地吸收电子元器件的热量，实现快速地将电子元器件的热量传导至集热罩20。

液冷散热装置40通常由金属材料制成，如铝合金或铜。液冷散热装置40包括导热板401、散热板402及复数个液冷柱403，所述导热板401贴设在所述集热罩20的顶面，且所述导热板401内具有集液腔P401，所述散热板402具有蒸汽腔P402，所述复数个液冷柱403设在所述导热板401和所述散热板402之间，且所述液冷柱403为具有将所述集液腔P401和所述蒸汽腔P402连通的介质通道P403。

集液腔P401内填充有液体介质，所述液体介质的沸点为40至70℃，用以在吸热后形成蒸汽介质，并经由所述介质通道P403进入至所述蒸汽腔P402，并通过所述散热板402将热量传递至外部。

也就是说，导热板401紧贴在集热罩20的顶面，导热板401内部具有一个集液腔P401，通常由金属材料制成。该集液腔P401填充有低沸点液体介质，其沸点范围通常为40至70℃。导热板401的功能是接收来自集热罩20的热量，并通过低沸点液体介质的吸热特性，将热量转化为蒸汽介质。

散热板402位于导热板401的上方，其下方与导热板401之间通过液冷柱403相连。散热板402通常也由金属材料制成。其内部具有蒸汽腔P402，用于收集由导热板401产生的蒸汽介质。

液冷柱403是介质通道P403的组成部分，通常由金属材料制成。复数个液冷柱403位于导热板401和散热板402之间，它们的作用是将液体介质吸热后变成的蒸汽介质从导热板401的集液腔P401引导到散热板402的蒸汽腔P402。液冷柱403的内部形成介质通道P403，允许蒸汽介质在高温高压条件下流动，进而实现蒸汽与液体介质之间的相变循环。

下面描述该发明提供的超导散热电池保护板在使用中的散热过程如下：

电子元器件产生热量：在锂电池工作时，电子元器件会产生一定的热量。

石墨烯导热片30吸热：集热罩20内表面贴设石墨烯导热片30，它具有优异的导热性能。石墨烯导热片30会高效吸收电子元器件产生的热量，并将热量快速传导到液冷散热装置40接触的位置。

液冷散热装置40启动：当石墨烯导热片30吸收的热量传递到液冷散热装置40时，液冷散热装置40开始工作。

导热板401吸热：液冷散热装置40的导热板401位于集热罩20的顶面，与石墨烯导热片30接触。导热板401内部具有一个集液腔P401，里面填充有低沸点液体介质。电子元器件产生的热量传递给导热板401，并使液体介质在集液腔P401中吸热。

液体介质相变：由于液体介质的沸点范围通常为40至70℃，因此在吸热后，液体介质会迅速转化为蒸汽介质。

蒸汽介质传输：液冷散热装置40内部复数个液冷柱403位于导热板401和散热板402之间，液冷柱403是具有将集液腔P401和蒸汽腔P402连通的介质通道P403。蒸汽介质通过液冷柱403的介质通道P403进入散热板402。

散热板402热交换：在散热板402的蒸汽腔P402内，蒸汽介质与散热板402进行热交换，从而使蒸汽介质的温度下降，并再次转化为液体介质。

重复循环：在重力的作用下，液体介质重新从液冷柱403的介质通道P403流回至导热板401的集液腔P401内，循环往复。

通过液体介质的相变循环，液冷散热装置40能够高效地将电子元器件产生的热量吸收并转化为蒸汽介质，然后通过液冷柱403进入散热板402进行热交换，再将蒸汽介质重新转化为液体介质，然后循环返回导热板401继续吸热的过程。这样的散热过程实现了高效的热量传递和散热。

根据本发明实施例提供的超导散热电池保护板，在电路板10上设置集热罩20，集热罩20内表面设置石墨烯导热片30，利用石墨烯导热片30的超导热性，能够吸收电路板10的热量，与此同时，集热罩20的顶面设有液冷撒热装置，导热板401能够吸收即集热罩20的热量，其内部的低沸点液体介质吸热之后能够转化为蒸汽介质，并从液冷柱403中的介质通道P403进入散热板402，由于散热板402的温度低，蒸汽介质与散热板402进行热交换后又转化为液体介质，并在重力作用下重新从介质通道P403流回至导热板401的集液腔P401内，如此，可以实现高效的散热效果，保持电路板10的温度不至于过高，进而保证了电路板10稳定的工作状态，提高了其工作的可靠性和稳定性。

参照图1至图3所示，在本发明的一些实施例中，还包括半导体制冷片50，所述半导体制冷片50贴设在所述散热板402的顶面，用以对所述散热板402进行冷却，使得所述蒸汽腔P402内的蒸汽介质冷却形成液体介质，并在重力作用下回流至所述集液腔P401内。

半导体制冷片50的其功能是对散热板402进行冷却。半导体制冷技术利用半导体材料的特性，在电流通过时产生热量，反向电流通过时则会吸收热量。通过对半导体制冷片50施加适当的电流，可以使其表面产生低温，从而冷却散热板402。

在本实施例中，半导体制冷片50的工作原理是通过对其施加适当的电流，使其表面形成一个较低的温度，冷却散热板402的顶部。由于液冷散热装置40内部的蒸汽介质与散热板402进行热交换，而热交换过程需要较低的温度，因此通过半导体制冷片50的冷却作用，确保散热板402的温度始终在较低范围内，有利于蒸汽介质从蒸汽腔P402中冷却成液体介质。冷却后的液体介质在重力作用下，重新回流至导热板401的集液腔P401内，实现循环往复。

通过加入半导体制冷片50，本实施例进一步优化了液冷散热装置40的散热效率，保持散热板402内的蒸汽介质能够快速转换为液态状态，确保散热过程的高效进行，从而有效地维护电路板10的温度在适宜范围内，提高锂电池系统的稳定性、安全性和可靠性。

参照图1至图3及图6所示，在本发明的一个实施例中，该液冷散热装置40还包括鳍片散热器404，所述鳍片散热器404位于所述散热板402和所述导热板401之间并套设在所述液冷柱403上，用以将所述液冷柱403及所述导热板401的热量传导至外部。

本实施例中，在液冷柱403上套设有鳍片散热器404，鳍片散热器404具有若干金属鳍片4041的，这些鳍片4041可以显著提高散热面积，具有良好的散热性能。通过引入鳍片散热器404，进一步提升了液冷散热装置40的散热效率，有效地将热量传导至外部，保持液冷散热装置40和电路板10的稳定工作状态，同时确保液冷柱403内的蒸汽介质循环回流，维持散热过程的高效进行。这样的设计保证了锂电池系统在高负载和大电流场景下的可靠性，为设备的长时间、高强度运行提供了有效的热管理。

参照图3和图8所示，在本发明的一个实施例中，复数个液冷柱403在所述导热板401和散热板402之间呈矩阵分布，并在第一水平方向上形成多排间隔布置。

鳍片散热器404为多个，多个所述鳍片散热器404与多排所述液冷柱403一一对应，每个所述鳍片散热器404上具有多个通孔H404，多个所述通孔H404套设在对应的一排所述液冷柱403的各个所述液冷柱403上。

本实施例中，鳍片散热器404的增多以及通孔H404的设置使得液冷散热装置40的散热表面积进一步扩大，并且液冷柱403与鳍片散热器404的紧密配合，有效地增加了热量传导的效率。液冷柱403矩阵分布和多排间隔布置的设计进一步优化了散热装置的结构，使得热量在整个液冷散热装置40中能够更均匀地传导和分散，大大提高了散热效率和能量利用率。

参照图8所示，在本发明的一个实施例中，相邻的两个所述鳍片散热器404之间具有间隙以形成间隙通道P404，所述间隙通道P404沿第二水平方向延伸，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直。

每个所述鳍片散热器404在所述第一水平方向上的两侧均具有复数个散热鳍片4041，复数个所述散热鳍片4041沿所述第二水平方向间隔布置，相邻两个所述散热鳍片4041之间形成散热间隙X404，所述散热间隙X404与所述间隙通道P404相通。

本实施例中，液冷散热装置40中相邻鳍片散热器404之间的间隙通道P404设计有助于增加热量传导的表面积和路径。相邻鳍片散热器404之间的间隙通道P404允许空气自由流动，使得更多的冷却空气可以进入并与鳍片散热器404接触，从而提高了散热效率。同时，间隙通道P404沿第二水平方向延伸，使得冷却空气可以在整个液冷散热装置40中均匀地流动，使得热量能够更加均匀地散发至外部环境。

每个鳍片散热器404在第一水平方向上的两侧具有复数个散热鳍片4041，并且相邻两个散热鳍片4041之间形成散热间隙X404。这样的设计增加了鳍片散热器404的表面积，提高了热量散发的效率。同时，散热鳍片4041之间的散热间隙X404与间隙通道P404相通，使得冷却空气可以穿过散热鳍片4041之间的间隙，进一步增强了散热效果。

通过以上设计，液冷散热装置40能够更加高效地将电子元器件产生的热量传导至外部环境。液冷柱403在导热板401和散热板402之间的矩阵分布和多排间隔布置使得热量分散更均匀，鳍片散热器404的增多和间隙通道P404的设置使得热量传导的效率更高。这些优化的设计相互配合，形成了一个高效的散热系统，可以有效地控制电池的工作温度，保持锂电池系统的稳定性和性能。

参照图1至图4所示，在本发明的一些实施例中，集热罩20在所述第二水平方向的一端设有载板202，所述载板202上设有散热风扇60，用以向所述间隙通道P404内吹风或送风，以使所述间隙通道P404中形成空气流。该载板202是一个平台，用于放置安装散热风扇60。散热风扇60是一个电动风扇，用于产生气流并将空气吹向间隙通道P404。散热风扇60的位置和数量可以根据设计需求来确定，以确保液冷散热装置40的散热效果最优化。

在液冷散热装置40的工作过程中，当电子元器件产生热量时，石墨烯导热片30吸收热量，并通过半导体制冷片50的冷却，将热量传导至液冷柱403和散热板402。随后，液冷柱403和散热板402中的液体介质得到加热并转化为蒸汽介质，蒸汽介质在散热板402的蒸汽腔P402内积聚。接着，位于集热罩20第二水平方向一端的载板202上的散热风扇60启动，产生气流，并将空气吹向间隙通道P404。间隙通道P404是相邻鳍片散热器404之间的空隙，空气流动将进入这些间隙通道P404中。通过散热风扇60的吹风或送风作用，液冷散热装置40内部的空气流动得以加速，从而增加了液冷柱403、鳍片散热器404以及散热板402表面与空气之间的接触，进一步促进热量的传递。

由于散热鳍片4041之间的间隙通道P404沿第二水平方向延伸，并且集热罩20内部有散热风扇60的辅助，使得冷却空气可以在整个液冷散热装置40中形成空气流动，增加了冷却空气与热量产生部件之间的接触面积，使得热量能够更加均匀地传导和分散，进一步提高了散热效率。

通过以上结构的设计，液冷散热装置40的散热效果得到了进一步的优化和改进。载板202上的散热风扇60的加入，为液冷散热装置40提供了主动的空气流动辅助，使得液冷散热装置40的散热过程更加高效。这样的设计适用于锂电池系统，为电池的长时间、高强度运行提供了更加完善的热管理。

参照图1至图5所示，在本发明的一个实施例中，电路板10上具有不含电子元器件的空置区，所述集热罩20的内表面设有与所述空置区对应的导热块201，所述导热块201与所述空置区的表面接触。该区域没有安装电子元器件，称为空置区。空置区的位置和大小可以根据电路板10的布局及设计需求来确定。导热块201通常由高导热性材料制成，如金属材料等。导热块201的形状和尺寸与空置区相匹配，以确保能够完全接触空置区的表面。

工作过程中，电子元器件在电路板10上工作时会产生热量，这些热量首先被石墨烯导热片30吸收，然后通过半导体制冷片50的冷却，将热量传导至液冷柱403和散热板402。同时，在电路板10上的空置区，导热块201能够吸收电路板10上的热量，同时也能够吸收周围电子元器件释放的热量，进而进一步提高热量收集效率。

通过这样的设计，液冷散热装置40能够更全面地应对不同部分产生的热量，有效地管理电子元器件的工作温度。热量被高效地传导至液冷柱403和散热板402，而导热块201的加入进一步提高了集热罩20对电路板10上热量的收集效率，实现了更快更高效的散热效果。

有利地，导热块201上与所述空置区接触的表面设有石墨烯导热膜201a。导热块201的接触表面是指与空置区接触的那一侧，该表面覆盖了石墨烯导热膜201a。这样的设计保证了石墨烯能够紧密贴附在与电路板10的空置区接触的部位，使得石墨烯导热膜201a能够充分吸收电路板10上的热量，并将其高效地传导至集热罩20上。

在本发明的一些实施例中，电路板10上设有控制器和用以检测温度的温度传感器，所述控制器与所述散热风扇60和半导体制冷片50电连接，用以根据所述温度传感器检测的温度控制调节所述半导体制冷片50和散热风扇60的工作参数。

控制器是液冷散热装置40的核心部件，它负责对整个散热系统进行控制和调节。控制器可以是一个微控制器或其他智能控制装置，具备处理数据和执行指令的能力。通过与其他部件连接，控制器可以实现对散热风扇60和半导体制冷片50的精确控制。

温度传感器用于检测电路板10的温度。通常，温度传感器可以是热敏电阻、热电偶或其他类型的传感器。这些传感器被安置在电路板10上的关键位置，以确保能够准确测量电路板10关键位置的温度。散热风扇60和半导体制冷片50是液冷散热装置40中用于调节温度的重要组成部分。散热风扇60通过产生气流，增加热量与空气之间的接触，加速热量的散发。半导体制冷片50则可以根据需要，通过Peltier效应来吸收或释放热量，实现精确的温度控制。

在工作过程中，温度传感器会不断监测电路板10的温度数据，并将这些数据传输给控制器。控制器根据温度传感器检测的实时温度信息，分析当前温度与设定的目标温度之间的差距，并根据需要调整散热风扇60和半导体制冷片50的工作参数。例如，当检测到温度过高时，控制器将通过电连接与散热风扇60和半导体制冷片50进行通信，提高散热风扇60的转速和加强半导体制冷片50的功率，以加速热量的散发。反之，当温度较低时，控制器将适当减少散热风扇60的转速和减弱半导体制冷片50的冷却效果，以避免过度降温。

通过对散热系统的实时监测和调节，液冷散热装置40能够保持锂电池系统在安全、稳定的工作温度范围内运行。控制器的智能化控制能力确保散热系统的高效运行，提高了锂电池系统的工作可靠性和稳定性。同时，散热风扇60和半导体制冷片50的协调工作，使得液冷散热装置40能够更好地响应电子元器件的温度变化，保持锂电池系统在最佳工作状态，延长了其寿命。

较佳地，液体介质为甲醇、二氯甲烷、二氯乙烯、甲酸甲酯、碳氟化合物液体、石油醚、丙酮中的一种或几种。以下是对这些液体介质的描述：甲醇：甲醇是一种无色、易挥发的液体，具有较高的导热性能。它是一种常见的液体介质，常用于冷却和散热领域。由于其低成本和良好的导热性能，甲醇在液冷散热装置40中被广泛应用。二氯甲烷：二氯甲烷是一种无色、易挥发的液体，具有较高的热传导能力。它在液冷散热装置40中可以有效地吸收和传导热量，提高散热效率。二氯乙烯：二氯乙烯是一种无色液体，具有优异的热传导性能和化学稳定性。它在液冷散热装置40中可以有效地吸收和传导热量，同时不易发生腐蚀和变质。甲酸甲酯：甲酸甲酯是一种无色液体，具有良好的导热性能。它在液冷散热装置40中被用于吸收和传导热量，以维持电子元器件的稳定工作温度。碳氟化合物液体：碳氟化合物液体是一类具有高度化学稳定性和优异导热性能的液体。它们常用于特殊环境下的散热和冷却需求，如在极端温度或腐蚀性环境下。石油醚：石油醚是一种无色液体，具有较好的导热性能。它常用于一些特殊场合的散热和冷却要求。丙酮：丙酮是一种常见的有机溶剂，具有良好的导热性能。在液冷散热装置40中，丙酮可以用于吸收和传导电子元器件产生的热量。

液冷散热装置40的液体介质选择取决于多个因素，包括散热性能、化学稳定性、成本和工作环境等。在实际应用中，可以根据特定的需求和条件来选择最适合的液体介质，以确保液冷散热装置40能够高效、稳定地管理电子元器件的温度，并实现良好的散热效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超导散热电池保护板，其特征在于，包括：

电路板，所述电路板具有安装有若干电子元器件的元件面；

集热罩，所述集热罩固定在所述元件面的上方且贴近所述电子元器件；

石墨烯导热片，所述石墨烯导热片贴设在所述集热罩内朝向所述电子元器件的内表面；

液冷散热装置，所述液冷散热装置包括导热板、散热板及复数个液冷柱，所述导热板贴设在所述集热罩的顶面，且所述导热板内具有集液腔，所述散热板具有蒸汽腔，所述复数个液冷柱设在所述导热板和所述散热板之间，且所述液冷柱为具有将所述集液腔和所述蒸汽腔连通的介质通道；

其中，所述集液腔内填充有液体介质，所述液体介质的沸点为40至70℃，用以在吸热后形成蒸汽介质，并经由所述介质通道进入至所述蒸汽腔，并通过所述散热板将热量传递至外部；

所述液冷散热装置还包括鳍片散热器，所述鳍片散热器位于所述散热板和所述导热板之间并套设在所述液冷柱上，用以将所述液冷柱及所述导热板的热量传导至外部；

所述复数个液冷柱在所述导热板和散热板之间呈矩阵分布，并在第一水平方向上形成多排间隔布置；所述鳍片散热器为多个，多个所述鳍片散热器与多排所述液冷柱一一对应，每个所述鳍片散热器上具有多个通孔，多个所述通孔套设在对应的一排所述液冷柱的各个所述液冷柱上；

相邻的两个所述鳍片散热器之间具有间隙以形成间隙通道，所述间隙通道沿第二水平方向延伸，所述第二水平方向与所述第一水平方向垂直；每个所述鳍片散热器在所述第一水平方向上的两侧均具有复数个散热鳍片，复数个所述散热鳍片沿所述第二水平方向间隔布置，相邻两个所述散热鳍片之间形成散热间隙，所述散热间隙与所述间隙通道相通。

2.根据权利要求1所述的超导散热电池保护板，其特征在于，还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片贴设在所述散热板的顶面，用以对所述散热板进行冷却，使得所述蒸汽腔内的蒸汽介质冷却形成液体介质，并在重力作用下回流至所述集液腔内。

3.根据权利要求1所述的超导散热电池保护板，其特征在于，所述集热罩在所述第二水平方向的一端设有载板，所述载板上设有散热风扇，用以向所述间隙通道内吹风或送风，以使所述间隙通道中形成空气流。

4.根据权利要求1所述的超导散热电池保护板，其特征在于，所述电路板上具有不含电子元器件的空置区，所述集热罩的内表面设有与所述空置区对应的导热块，所述导热块与所述空置区的表面接触。

5.根据权利要求4所述的超导散热电池保护板，其特征在于，所述导热块上与所述空置区接触的表面设有石墨烯导热膜。

6.根据权利要求3所述的超导散热电池保护板，其特征在于，所述电路板上设有控制器和用以检测温度的温度传感器，所述控制器与所述散热风扇和半导体制冷片电连接，用以根据所述温度传感器检测的温度控制调节所述半导体制冷片和散热风扇的工作参数。

7.根据权利要求1所述的超导散热电池保护板，其特征在于，所述液体介质为甲醇、二氯甲烷、二氯乙烯、甲酸甲酯、碳氟化合物液体、石油醚、丙酮中的一种或几种。