CN116780038A - 锂电池保护板及具有它的锂电池装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池保护板及具有它的锂电池装置，该锂电池保护板，包括电路板、散热罩及加热装置，散热罩固定在电路板的上方且贴近电路板上的电子元器件；加热装置包括载板和加热板，载板绕水平轴线可枢转地连接在散热罩上，加热板固定在载板的表面上，用以对电池进行加热；载板在转动范围内至少能够在第一位置和第二位置之间切换，当载板位于第一位置时，载板与电路板平行，当载板位于第二位置时，载板与电路板垂直。根据本发明的锂电池保护板及锂电池装置，安装结构简单，并且，不需要安装在电池组内，可以放置局部受热的问题，实现更加均匀的加热，提高了电池低温环境中的性能。

Description

锂电池保护板及具有它的锂电池装置

技术领域

本发明涉及电池保护板，尤其涉及一种锂电池保护板及具有它的锂电池装置。

背景技术

锂电池作为一种重要的储能技术，广泛应用于移动设备、电动汽车、储能系统等领域。然而，锂电池的工作温度是影响其性能和寿命的重要因素之一。在低温环境下，锂电池的性能往往会出现下降，包括可充电容量减少、充放电效率降低、内阻增加等问题。这些低温性能问题限制了锂电池在极寒气候和寒冷地区的应用，严重影响了其在一些应用场景下的可靠性和稳定性。

为了解决锂电池低温工作性能下降的问题，一些电池制造商和研究机构开始研发和应用加热模块来提高锂电池在低温环境下的性能。加热模块的原理是通过提供额外的热量，使电池温度维持在适宜的工作范围内，从而提高其低温性能。这些加热模块通常采用电热元件或其他加热技术，被集成在锂电池装置中，以保持整个电池组的温度稳定。

然而，现有的加热模块在实际应用中也存在一些问题。首先，由于锂电池的尺寸和形状多样，加热模块的设计和安装变得复杂。为了适应特定形状的锂电池装置，需要采用独立的加热模块，而这些独立模块的安装不便，增加了电池组装的复杂性和成本。

其次，为了方便安装，有些加热模块甚至被嵌设在电池组内部。这样的设计导致了局部区域受热过多，而整个电池组的温度分布不均匀，可能会影响电池的整体性能和寿命。

另外，现有加热模块通常需要从锂电池保护板供电。这种安装方式增加了电池组连接和电源管理的复杂性，同时也增加了系统的能量损耗。

综上所述，尽管加热模块在一定程度上可以改善锂电池低温性能，但目前的设计和安装方式仍然存在一些局限性和不足。因此，寻找更加高效、稳定和便捷的锂电池低温适应性技术，对于提升锂电池在极寒气候和寒冷地区的应用性能具有重要意义。

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锂电池保护板及具有它的锂电池装置。

为实现上述目的，一方面，根据本发明实施例的锂电池保护板，包括：

电路板；

散热罩，所述散热罩固定在所述电路板的上方且贴近所述电路板上的电子元器件；

加热装置，所述加热装置包括载板和加热板，所述载板绕水平轴线可枢转地连接在所述散热罩上，所述加热板固定在所述载板的表面上，用以对电池进行加热；

其中，所述载板在转动范围内至少能够在第一位置和第二位置之间切换，当所述载板位于所述第一位置时，所述载板与所述电路板平行，当所述载板位于所述第二位置时，所述载板与所述电路板垂直。

根据本发明实施例提供的锂电池保护板，具有加热装置，该加热装置包括载板和安装在载板上的加热板，载板能够在第一位置和第二位置之间转动，在应用中，电路板安装在电池组的上方，而载板可以位于电池组的一侧，实现为电池组加热，这种结构，将加热装置结合在锂电池保护板上，具有极其简单的安装结构，并且，不需要安装在电池组内，可以放置局部受热的问题。此外，由于载板与散热罩枢转连接，在电池装置受到侧向撞击等意外情况时，载板受力不容易传递至电路板，保证了电路板安全性和可靠性。进一步地，这种组合在一起的结构，加热装置可以直接从电路板上取电，电性连接更加简单方便，也极大地简化了电池装置的结构。

另外，根据本发明上述实施例的锂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，所述加热板包括导热板及至少一根加热棒，所述导热板贴设在所述载板的表面，所述导热板内设有加热孔，所述加热棒插接在所述加热孔中。

根据本发明的一个实施例，所述散热罩包括：

水平板，所述水平板的两端折弯形成有边角件，两个所述边角件分别固定在所述电路板的两端；

侧沿，所述侧沿由所述水平板的一侧边延伸形成，所述侧沿通过枢转轴与所述载板的一端枢转连接。

根据本发明的一个实施例，所述水平板朝向所述电子元器件的内表面设有石墨烯导热片。

根据本发明的一个实施例，所述散热罩的顶面设有液冷散热装置，所述液冷散热装置包括集热板、散热板及复数个液冷柱，所述集热板贴设在所述散热罩的顶面，且所述集热板内具有集液腔，所述散热板具有蒸汽腔，所述复数个液冷柱设在所述集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集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集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集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，所述散热板的中央设有窗口，所述窗口内嵌设有散热风扇，所述散热风扇的进风侧与所述散热板和集热板之间的空间连通，所述散热风扇的出风侧朝向上方。

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，所述散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。

另一方面，根据本发明实施例的锂电池装置，包括：

均温罩，所述均温罩内部形成有容纳电池组的电池腔；

石墨烯导热膜，所述石墨烯导热膜周向环绕贴附在所述均温罩的外周面；

如上所述的锂电池保护板，所述电路板固定在所述均温罩的上方，所述加热板与所述电路板垂直且贴设在所述石墨烯导热膜上。

根据本发明实施例提供的锂电池装置，具有上述锂电池保护板，因此，安装结构简单，并且，不需要安装在电池组内，可以放置局部受热的问题。此外，电路板安全性和可靠性高。电性连接更加简单方便，简化了电池装置的结构。进一步地，利用石墨烯导热膜的超导特性，将热量传递至均温罩，再利用均温罩对电池组周向加热，如此，可以实现更加均匀的加热，提高了电池性能的一致性。

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是本发明实施例锂电池保护板的结构示意图；

图2是本发明实施例锂电池保护板的分解图；

图3是本发明实施例锂电池保护板中散热罩与加热装置的结构示意图；

图4是本发明实施例锂电池保护板中散热罩与加热装置的分解图；

图5是本发明实施例锂电池保护板中液冷散热装置的剖视图；

图6是图5中A处的局部放大图；

图7是本发明实施例锂电池保护板中液冷散热装置的分解图；

图8是本发明实施例锂电池保护板中液冷散热装置另一种实施例的结构示意图；

图9是本发明实施例锂电池保护板中液冷散热装置另一种实施例的分解图。

附图标记：

10、电路板；

20、散热罩；

201、水平板；

201a、导热块；

202、边角件；

21、石墨烯导热片；

30、加热装置；

301、载板；

302、加热板；

302a、导热板；

302b、加热棒；

40、液冷散热装置；

401、集热板；

P401、集液腔；

402、散热板；

P402、蒸汽腔；

H402、窗口；

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；

405、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锂电池保护板及锂电池装置。

参照图1至图9所示，根据本发明实施例提供的锂电池保护板，包括电路板10、散热罩20及加热装置30。

具体地，电路板10是锂电池保护板的核心部分，主要用于对锂电池的各项参数进行监测和控制，以保证锂电池的安全和高效运行。电路板10上安装有各种电子元器件，如电压检测器、电流检测器、温度传感器、充放电控制器等，这些元器件可以实时地获取锂电池的状态信息，并根据预设的阈值和算法，对锂电池进行充放电管理。

散热罩20固定在所述电路板10的上方且贴近所述电路板10上的电子元器件。散热罩20是一个金属或其他导热材料制成的罩体，该散热罩20可以有效地将元器件产生的热量传导出去，避免元器件过热而损坏。同时，散热罩20也可以防止外界的灰尘、机械冲击等对元器件造成损伤。

加热装置30包括载板301和加热板302，所述载板301绕水平轴线可枢转地连接在所述散热罩20上，所述加热板302固定在所述载板301的表面上，用以对电池进行加热。

载板301在转动范围内至少能够在第一位置和第二位置之间切换，当所述载板301位于所述第一位置时，所述载板301与所述电路板10平行，当所述载板301位于所述第二位置时，所述载板301与所述电路板10垂直。

加热装置30是主要是在低温场景中对电池进行加热的作用。加热装置30包括载板301和加热板302两个部分。载板301是一个金属或其他刚性材料制成的平板，该载板301与散热罩20枢转连接。载板301可以在第一位置和第二位置之间切换，当载板301位于第一位置时，该载板301与电路板10平行，这种状态方便在生产加工中该锂电池保护板的收纳与运输，保持平整，电路板10与载板301之间的连接处不容易折损。当载板301位于第二位置时，该载板301与电路板10垂直，这种垂直状态，方便在具体应用中加热板302能够位于电池的一侧，方便对电池进行加热。加热板302是一个带有发热元件的平板，它固定在载板301的表面上。加热板302可以通过发热元件对锂电池进行加热，提高其温度和性能。发热元件可以是任何一种能够产生热量的元件，如电阻丝、半导体芯片、纳米材料等。

根据本发明实施例提供的锂电池保护板，具有加热装置30，该加热装置30包括载板301和安装在载板301上的加热板302，载板301能够在第一位置和第二位置之间转动，在应用中，电路板10安装在电池组的上方，而载板301可以位于电池组的一侧，实现为电池组加热，这种结构，将加热装置30结合在锂电池保护板上，具有极其简单的安装结构，并且，不需要安装在电池组内，可以放置局部受热的问题。此外，由于载板301与散热罩20枢转连接，在电池装置受到侧向撞击等意外情况时，载板301受力不容易传递至电路板10，保证了电路板10安全性和可靠性。进一步地，这种组合在一起的结构，加热装置30可以直接从电路板10上取电，电性连接更加简单方便，也极大地简化了电池装置的结构。

参照图4所示，在本发明的一个实施例中，加热板302包括导热板302a及至少一根加热棒302b，所述导热板302a贴设在所述载板301的表面，所述导热板302a内设有加热孔，所述加热棒302b插接在所述加热孔中。

导热板302a是一个金属或其他导热材料制成的平板，它贴设在载板301的表面上。导热板302a的作用是将加热棒302b产生的热量均匀地分布在整个导热板302a上，从而对锂电池进行均匀地加热。导热板302a内设有多个加热孔，这些加热孔是用来插接加热棒302b的孔道，可以按照一定的规律和间距排列在导热板302a上，以保证加热棒302b的合理分布和覆盖范围。

加热棒302b是一种能够产生电阻发热的元件，它插接在导热板302a的加热孔中。加热棒302b的作用是将电能转化为热能，从而对锂电池进行加热。加热棒302b可以是任何一种能够产生电阻发热的元件，如金属丝、碳纤维、陶瓷等。加热棒302b可以通过电路板10上的控制器来控制其通断和功率，从而调节其发热量和温度。

本实施例中加热板302的结构，可以实现对锂电池的均匀和高效地加热。通过将导热板302a和加热棒302b组合在一起，既可以提高锂电池的温度，又可以保证锂电池的温度分布均匀。此外，通过将导热板302a贴设在载板301上，可以实现对加热板302的简单和方便地安装，同时也增强了加热板302的稳定性和耐用性。本实施例的加热板302，不仅可以改善锂电池在低温环境下的性能，也可以延长锂电池的寿命，提高锂电池的应用范围和效率。

参照图2至图4所示，在本发明的一个实施例中，散热罩20包括水平板201，所述水平板201的两端折弯形成有边角件202，两个所述边角件202分别固定在所述电路板10的两端。侧沿由所述水平板201的一侧边延伸形成，所述侧沿通过枢转轴与所述载板301的一端枢转连接。

水平板201是一个金属或其他导热材料制成的平板，边角件202与水平板201可以是一体式结构。边角件202的作用是作为散热罩20的固定点，使散热罩20能够稳定地安装在电路板10上。同时，边角件202也可以增加散热罩20的强度和刚度，防止散热罩20在受到外力时变形或断裂。示例性地，边角件202可以通过螺钉等固定在电路板10的上，水平板201则刚好位于电路板10上的各个元器件贴近。水平板201的作用是将元器件产生的热量传导出去，避免元器件过热而损坏。

为了方便载板301与散热罩20之间的枢转连接，水平板201的一侧边延伸形成一个侧沿，该侧沿通过一个枢转轴与载板301的一端枢转连接。侧沿的作用是作为载板301的支撑点，使载板301能够在第一位置和第二位置之间转动。

采用上述散热罩20的结构，该结构可以实现对电路板10的散热和保护，同时也可以实现对载板301的枢转连接。通过将水平板201和边角件202组合在一起，可以实现对电路板10上元器件的有效散热和保护，同时也简化了散热罩20的安装和固定过程。此外，通过将侧沿和枢转轴配合，可以实现对载板301的灵活转动调节。

有利地，水平板201朝向所述电子元器件的内表面设有石墨烯导热片21。石墨烯导热片21是一种由单层或多层石墨烯材料制成的薄片，它具有极高的导热性能和强度。石墨烯导热片21的作用是将水平板201与电子元器件之间的热阻降低，从而提高散热效率。通过在水平板201上设有石墨烯导热片21，可以实现对电路板10的更好地散热和保护。

此外，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，水平板201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，在水平板201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21，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散热罩20。

参照图1至图2所示，在本发明的一个实施例中，散热罩20的顶面设有液冷散热装置40，所述液冷散热装置40包括集热板401、散热板402及复数个液冷柱403，所述集热板401贴设在所述散热罩20的顶面，且所述集热板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设在所述集热板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。

集热板401是一个金属或其他导热材料制成的中空板，其贴设在散热罩20的顶面上。集热板401内部具有一个集液腔P401。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℃。集热板401的功能是接收来自散热罩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是一个金属或其他导热材料制成的中空板，其具有一个蒸汽腔P402，该蒸汽腔P402用来收集从集热板401传递过来的蒸汽。散热板402的作用是将蒸汽的热量传递给外部环境，从而实现对散热罩20的散热。散热板402可以采用多种方式来增加其散热效率，如设置散热片、风扇、水冷管等。

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位于集热板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集热板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。

在工作过程中，在锂电池工作时，电子器件会产生一定的热量。散热罩20内表面贴设石墨烯导热片21，它具有优异的导热性能。石墨烯导热片21会高效吸收电子器件产生的热量，并将热量快速传导到液冷散热装置40接触的位置。当石墨烯导热片21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。

液冷散热装置40的集热板401位于散热罩20的顶面，与石墨烯导热片21接触。集热板401内部具有一个集液腔P401，里面填充有低沸点液体介质。电子器件产生的热量传递给集热板401，并使液体介质在集液腔P401中吸热。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。

液冷散热装置40内部复数个液冷柱403位于集热板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。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。在重力的作用下，液体介质重新从液冷柱403的介质通道P403流回至集热板401的集液腔P401内，循环往复。

本实施例中，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，然后循环返回集热板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。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。

需要说明的是，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。本实施例中，通过采用上述液冷散热装置40，显著提高了散热效果，保证了锂电池系统在高负载和大电流场景下的可靠性。

参照图5至图7所示，在本发明的一个实施例中，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和所述集热板401之间并套设在所述液冷柱403上，用以将所述液冷柱403及所述集热板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，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7所示，在本发明的一个实施例中，复数个液冷柱403在所述集热板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7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器件产生的热量传导至外部环境。液冷柱403在集热板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8至图9所示，在本发明的一个实施例中，散热板402的中央设有窗口H402，所述窗口H402内嵌设有散热风扇405，所述散热风扇405的进风侧与所述散热板402和集热板401之间的空间连通，所述散热风扇405的出风侧朝向上方。

散热板402的作用是将蒸汽的热量传递给外部环境，从而实现对散热罩20的顶面的散热。散热板402的中央设有一个窗口H402，该窗口H402内嵌设有一个散热风扇405。

散热风扇405是一种能够产生气流的装置，它具有一个进风侧和一个出风侧。散热风扇405的作用是将冷却空气吹入液冷散热装置40内部，并将加热后的空气吹出液冷散热装置40外部，从而实现对液冷散热装置40的强制对流散热。散热风扇405的进风侧与散热板402和集热板401之间的空间连通，该空间内充满了从集液腔P401和蒸汽腔P402流动交换形成的热空气。散热风扇405的出风侧朝向上方，使得热空气可以顺利地排出液冷散热装置40。

需要说明的是，由于散热风扇405完全嵌设在散热板402中，使得散热板402和集热板401之间的空间完全处于气流通道中，在散热风扇405气动时，该空间的散热器的散热间隙X404、间隙通道P404中的热空气能够有效地随着气流被散热风扇405吸出。结构可以进一步提高液冷散热装置40的散热效率，从而更好地实现对散热罩20的顶面的散热。此外，可以提高液冷柱403和集热板401的温度下降速度，又可以保证液体介质和蒸汽介质之间的相变循环。此外，通过使散热风扇405的出风侧朝向上方，可以实现对加热后空气的快速排出，避免空气在液冷散热装置40内部积聚和循环，从而提高了散热效率和能量利用率。

参照图3至图4所示，在本发明的一些实施例中，电路板10上具有不含电子元器件的空置区，所述散热罩20的内表面设有与所述空置区对应的导热块201a，所述导热块201a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201a通常由高导热性材料制成，如金属材料等。导热块201a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21吸收，然后通过散热罩20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201a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201a的加入进一步提高了电路板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201a上与所述空置区接触的表面设有石墨烯导热膜。导热块201a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。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，使得石墨烯导热膜能够充分吸收电路板10上的热量，并将其高效地传导至散热罩20上。

本发明实施还提供了一种锂电池装置，包括均温罩、石墨烯导热膜及如上所述锂电池保护板。

均温罩内部形成有容纳电池组的电池腔。石墨烯导热膜周向环绕贴附在所述均温罩的外周面。电路板10固定在所述均温罩的上方，所述加热板302与所述电路板10垂直且贴设在所述石墨烯导热膜上。

在低温场景中，如需要对锂电池进行加热，加热板302工作产生热量，该热量能够被石墨烯导热膜快速吸收，由于石墨烯导热膜包覆在均温罩的外周面，所以，石墨烯导热膜进一步将热量传导至均温罩的外周面，通过外周面对其内部的电池组进行加热，这种周向均匀加热的方式，使得电池组能够被均匀加热，使得其温度平稳上升至合适的工作温度，进而保证了锂电池在低温场景中能够保持稳定可靠地性能。

根据本发明实施例提供的锂电池装置，具有上述锂电池保护板，因此，安装结构简单，并且，不需要安装在电池组内，可以放置局部受热的问题。此外，电路板10安全性和可靠性高。电性连接更加简单方便，简化了电池装置的结构。进一步地，利用石墨烯导热膜的超导特性，将热量传递至均温罩，再利用均温罩对电池组周向加热，如此，可以实现更加均匀的加热，提高了电池性能的一致性。

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 (10)

1.一种锂电池保护板，其特征在于，包括：

电路板；

散热罩，所述散热罩固定在所述电路板的上方且贴近所述电路板上的电子元器件；

加热装置，所述加热装置包括载板和加热板，所述载板绕水平轴线可枢转地连接在所述散热罩上，所述加热板固定在所述载板的表面上，用以对电池进行加热；

其中，所述载板在转动范围内至少能够在第一位置和第二位置之间切换，当所述载板位于所述第一位置时，所述载板与所述电路板平行，当所述载板位于所述第二位置时，所述载板与所述电路板垂直。

2.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述加热板包括导热板及至少一根加热棒，所述导热板贴设在所述载板的表面，所述导热板内设有加热孔，所述加热棒插接在所述加热孔中。

3.根据权利要求1所述的锂电池保护板，其特征在于，所述散热罩包括：

水平板，所述水平板的两端折弯形成有边角件，两个所述边角件分别固定在所述电路板的两端；

侧沿，所述侧沿由所述水平板的一侧边延伸形成，所述侧沿通过枢转轴与所述载板的一端枢转连接。

4.根据权利要求3所述的锂电池保护板，其特征在于，所述水平板朝向所述电子元器件的内表面设有石墨烯导热片。

5.根据权利要求3所述的锂电池保护板，其特征在于，所述散热罩的顶面设有液冷散热装置，所述液冷散热装置包括集热板、散热板及复数个液冷柱，所述集热板贴设在所述散热罩的顶面，且所述集热板内具有集液腔，所述散热板具有蒸汽腔，所述复数个液冷柱设在所述集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。

6.根据权利要求5所述的锂电池保护板，其特征在于，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集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集热板的热量传导至外部。

7.根据权利要求6所述的锂电池保护板，其特征在于，所述复数个液冷柱在所述集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。

8.根据权利要求5所述的锂电池保护板，其特征在于，所述散热板的中央设有窗口，所述窗口内嵌设有散热风扇，所述散热风扇的进风侧与所述散热板和集热板之间的空间连通，所述散热风扇的出风侧朝向上方。

9.根据权利要求5所述的锂电池保护板，其特征在于，所述电路板上具有不含电子元器件的空置区，所述散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。

10.一种锂电池装置，其特征在于，包括：

均温罩，所述均温罩内部形成有容纳电池组的电池腔；

石墨烯导热膜，所述石墨烯导热膜周向环绕贴附在所述均温罩的外周面；

如权利要求1至9中任一项所述的锂电池保护板，所述电路板固定在所述均温罩的上方，所述加热板与所述电路板垂直且贴设在所述石墨烯导热膜上。