CN206116553U - 一种电池管理系统散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池管理系统散热装置，涉及电子设备领域，该电池管理系统散热装置包括PCBA板、导热硅胶垫和壳体；所述导热硅胶垫的一面与所述PCBA板接触，所述导热硅胶垫的另一面与所述壳体接触，所述PCBA板与导热硅胶垫接触的部分为散热区，所述壳体包括主壳和凸台。由于所述PCBA板是高压部件，而所述壳体是低压部件，高低压部件之间需要有足够的安全距离才能保证高低压部件间具有良好的绝缘性，为了追求更好的绝缘效果，通常的做法是增加高低压部件之间的安全距离，间接导致导热硅胶垫的厚度增加，加大了成本负担，本实施例中，由于凸台高出主壳，所述PCBA板与所述壳体的间隙更小，所需的导热硅胶垫的厚度也越小，降低了成本，同时传热效果加强。

Description

一种电池管理系统散热装置

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，尤其涉及一种电池管理系统散热装置。

背景技术

电池管理系统是电动汽车的核心、重要部件，它对电池组的电压、温度、电流、SOC(充电状态)、SOH(健康状态)等各项参数的整体把控，对整个电池包寿命的提供了重要的保证。

由于电池组是由若干单体电芯组成，因此电池管理系统还起到了一个能量均衡的作用。电池管理系统可以实时采集、处理、存储电池模组运行过程中的重要信息的监控，防止电池过度充电或过度放电，延长电池的寿命。

电池管理系统的均衡方案，技术上分为主动均衡和被动均衡两种。主动均衡是将单体能量稍高的能量通过储能环节转移到能量稍低的单体上，实现主动分配的均衡作用，发热量小；而被动均衡则是将单体电池容量稍多的个体消耗掉，实现整体均衡作用，发热量比较大。相比结构复杂、成本高的主动均衡而言，被动均衡因其出现较早、技术成熟简单，目前市面上使用得最为广泛。因此，良好的散热方案便成为了被动均衡电池管理系统的关键所在。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有的电池管理系统被动均衡散热方案有许多缺陷：

1)采用铸铝壳体散热，原材料贵，工艺复杂，电池管理系统的成本高；

铝是导热率比较高的、价格也较贵的一种金属材料，用铝壳来散热效果好，但由于铝本身就是一种质软金属，如果壳体用铝板直接冲压成型，强度会达不到要求。因此只能采用铸铝工艺。铸铝是以熔融状态的铝，浇注进模具内，经冷却后形成所需形状的具有较高强度的铝件的一种工艺方法。但从目前行业状况来看，炼融工序是铸铝过程中难以管控的一道工序，铝的炼融质量一直问题比较多，且其凝固规律也不好掌握，因此其工艺程度复杂，铝件的成本也高。

2)选用的导热硅胶垫厚度普遍偏厚，热阻大，导致电池管理系统散热不良；

导热硅胶垫是属导热界面材料(Thermal Interface Materials,TIM)的其中一种，主要用于填补两种零件之间的空隙，减少传热热阻，提高散热性能。热阻表示物体对热量传导的阻碍效果，概念与电阻类似。根据导热系数的傅立叶定律：热阻和材料厚度成正比。顾名思义，如果材料厚度越大，传热路径就越长，其受的阻力就越大，即热阻越大，散热效果就不好。因此理想的导热硅胶垫除了应具备高导热性(导热系数高)、高柔韧性之外还需具备另一个特点就是：厚度小。

3)导热硅胶垫体积普遍偏大，单价高，导致电池管理系统的成本高；

导热硅胶垫是以硅胶为基材，添加金属氧化物等辅料，通过特殊工艺合成的一种导热介质材料。它的功能是完成发热部位(带有被动均衡模块的PCBA板)与散热部位(壳体)之间的热传递。在散热面积相同的情况下，PCBA板与壳体之间的间隙越大，所需的导热硅胶垫的厚度就越大，导热硅胶垫的体积也就越大，体积越大的导热硅胶垫单价就越高。

4)导热硅胶垫只与平整的壳体内表面接触，无定位，容易移位，造成与元器件接触不良，散热效果差。

因为电池包里面的空间有限，有时候电池管理系统迫于空间限制需要竖着装。车辆行驶过程中工况比较复杂，电池管理系统竖着装时，假如导热硅胶垫只与平整的壳体内表面接触而已，伴随着复杂的工况导热硅胶垫有可能会移位，就容易造成与元器件接触不良，从而导致散热效果变差，影响电池管理系统的功能。

实用新型内容

为了克服现有技术中相关产品的不足，本实用新型提出一种电池管理系统散热装置，解决现有的电池管理系统散热差和成本高等缺点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型所提供的一种电池管理系统散热装置，包括：PCBA板、导热硅胶垫和壳体；所述导热硅胶垫的一面与所述PCBA板接触，所述导热硅胶垫的另一面与所述壳体接触，所述PCBA板与导热硅胶垫接触的部分为散热区。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体包括主壳和凸台，所述主壳和凸台是冲压完成的整体，所述凸台顶端区域还包括凸出的凸块。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸台与所述与导热硅胶垫接触面的中间区域是独立冲压完成的传热层，所述凸块是传热层上冲压出的凸起，所述传热层与所述凸台通过铆接或焊接的方式固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸块是凸台上一体式冲压的凸起，或独立冲压完成的个体，通过铆接或焊接的方式固定在所述凸台上。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸块位于所述凸台与导热硅胶垫接触面的中间区域或两侧。

作为本实用新型的进一步改进，当所述凸块位于所述凸台与导热硅胶垫接触面的两侧时，所述凸块是平行设置互相独立，或是一排连续的凸块组成凸槽。

作为本实用新型的进一步改进，所述主壳和凸台是分别冲压完成的独立个体，所述主壳和凸台通过铆接或焊接的方式固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述壳体包括主壳和铝板，所述铝板通过沉头螺钉固定在所述主壳上，所述沉头螺钉由主壳外侧钉入，穿过所述铝板并突出所述铝板一部分。

作为本实用新型的进一步改进，所述主壳是冲压完成的连续整体，或是在与铝板固定连接面处开缺口，所述缺口的长度小于所述铝板的长度，由所述铝板填充所述缺口的部分，所述铝板与所述主壳连接的两侧通过沉头螺钉进行固定。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

由于所述凸台高出所述主壳，所述PCBA板与所述壳体的间隙更小，所需的导热硅胶垫的厚度也越小，由于减小硅胶垫厚度使得相同接触面积的硅胶垫的体积减小，硅胶垫的用量减少，降低了成本，又由于所述导热硅胶垫被压缩，所述导热硅胶垫的厚度进一步减小，所述导热硅胶垫的热阻降低，传热效果加强。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第一实施例结构示意图；

图2为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第一实施例另一结构示意图；

图3为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第二实施例结构示意图；

图4为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第三实施例结构示意图；

图5为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第四实施例结构示意图；

图6为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第五实施例结构示意图；

图7为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第五实施例另一结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

实施例一

参阅图1所示，为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第一实施例，所述电池管理系统散热装置包括PCBA(Printed Circuit Board+AssemblyPCB，空板经过SMT上件，再经过DIP插件的整个制程)板1、导热硅胶垫2以及壳体3。

在本实用新型实施例中，所述导热硅胶垫2设置在所述PCBA板1的下方，在其他实施方式中，所述电池管理系统散热装置竖直放置时，所述导热硅胶垫2位于所述PCBA板1的侧面；所述导热硅胶垫2的一面与所述PCBA板1接触，所述导热硅胶垫2的另一面与所述壳体3接触，所述PCBA板1与导热硅胶垫2接触的部分为散热区；本实施例所述的导热硅胶垫2是厚度T的弹性硅胶垫，所述T的数量根据具体情况可以自行设置。

所述壳体3包括主壳31和凸台32，所述主壳31和凸台32是冲压完成的整体，所述凸台32顶端区域还包括冲压凸出的凸块321，所述凸块321的数量根据实际需求设置，一般为2-6个，但不限于2-6个；所述凸台32表面不喷粉或者喷漆，降低热阻。

所述凸台32的顶面与所述PCBA板1的底面之间的间隙高度为h，所述主壳31的顶面与所述PCBA板1的底面之间的间隙高度为H，即所述凸台32高出所述主壳31有H-h的距离，所述H、h的数量根据具体情况可以自行设置。

所述导热硅胶垫2夹在所述凸台32与所述PCBA板1之间，所述PCBA板1压缩所述导热硅胶垫2，使所述凸台32的顶面与所述PCBA板1的底面之间的间隙高度为h，即所述导热硅胶垫2被压缩T-h的高度。

由于所述PCBA板1是高压部件，而所述壳体3是低压部件，高低压部件之间需要有足够的安全距离(图示的H)才能保证高低压部件间具有良好的绝缘性，为了追求更好的绝缘效果，通常的做法是增加高低压部件之间的安全距离H，间接的导致所述导热硅胶垫2的厚度增加，加大了成本负担，本实用新型实施例由于所述凸台32高出所述主壳31有H-h的距离，所述PCBA板1与所述壳体3的间隙更小，所需的导热硅胶垫2的厚度也越小，由于减小硅胶垫厚度使得相同接触面积的硅胶垫的体积减小，硅胶垫的用量减少，降低了成本，又由于所述导热硅胶垫2被压缩T-h的高度，所述导热硅胶垫2的厚度进一步减小，所述导热硅胶垫2的热阻降低，传热效果加强。

所述主壳31是钣金制成，所述钣金一般是将金属板通过模具冲压使其产生塑性变形，从而形成所希望的形状和尺寸，并可进一步通过焊接或者少量的机械加工形成一些所需的稍复杂的特征，相比铸造工艺，所述主壳31通过钣金制成，工艺和模具都更简单，且批量后单个壳体3的价格也相比铸造件便宜非常多，成本降低效果非常明显。

由于PCBA板1压缩所述导热硅胶垫2，配合所述凸台32上的凸块321可以对所述导热硅胶垫2起固定的作用，防止所述导热硅胶垫2在使用过程中移位导致与所述PCBA板1接触不良，散热效果变差。当所述凸块321位于所述凸台32与导热硅胶垫2接触面的中间区域时对所述导热硅胶垫2起增强摩擦的作用，对所述导热硅胶垫2进行固定；当所述凸块321位于所述凸台32与导热硅胶垫2接触面的两侧时，可以是平行设置互相独立的多个凸块321，也可以是一排连续的凸块321组成的凸槽，如图2所示，所述凸块321对所述导热硅胶垫2起阻挡的作用，对所述导热硅胶垫2进行固定。

实施例二

在上述实施例的基础上，参阅图3所示，为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第二实施例。

所述主壳31和凸台32是分别冲压完成的独立个体，所述主壳31和凸台32在所述第一连接面33通过铆接或焊接的方式固定连接。

所述凸台32的材质可以是与所述主壳31材质一样的具有一定强度的金属板，在另一实施例方式中，也可以采用导热率较高的铝材压而成，当所述凸台32采用铝材材质时，可以进一步增强导热散热效果，同时主壳31也具有一定强度，相比于主壳31和凸台32都采用具有一定强度的金属板材质的壳体3，具有更好的导热散热效果，相比于主壳31和凸台32都采用铝材材质的壳体3，具有更好的强度效果同时成本更低。

实施例三

在上述实施例的基础上，参阅图4所示，为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第三实施例。

所述主壳31和凸台32是冲压完成的整体，所述凸台32与所述与导热硅胶垫2接触面的中间区域是独立冲压完成的传热层322，所述凸块321是传热层322上冲压出的凸起。

所述凸台32与所述传热层322在第二连接面34通过铆接或焊接的方式固定连接。

所述传热层322可以是与主壳31和凸台32材质一样的具有一定强度的金属板。在另一实施例方式中，所述传热层322也可以采用导热率较高的铝材冲压而成，相比于主壳31是金属板材质凸台32是铝材材质的主壳31，在导热散热效果没有下降的同时，进一步减少了铝材的比例，降低了成本。

实施例四

在上述实施例的基础上，参阅图5所示，为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第四实施例。

所述凸块321可以是凸台32上一体式冲压的凸起，材质与所述凸台32一样；在其他实施方式中，所述凸块321也可以是独立冲压完成的个体，通过铆接或焊接的方式固定在所述凸台32上，所述凸块321的材质可以是金属板材质或铝材。

由于所述凸块321是独立冲压完成，可以进一步降低主壳31的冲压难度，提高工件的加工效率。

实施例五

在上述实施例的基础上，参阅图6和图7所示，为本实用新型所述电池管理系统散热装置的第五实施例。

所述凸台32可以由高度为H-h的铝板4代替，所述铝板4通过沉头螺钉41固定在所述主壳31上，所述沉头螺钉41由主壳31外侧钉入，穿过所述铝板4并突出所述铝板4一部分，起到上述凸块321的作用，用于固定所述导热硅胶垫2。

所述与铝板4固定连接的主壳31是冲压完成的连续整体，在另一实施方式中，可以在主壳31与铝板4固定连接面处开缺口，所述缺口的长度小于所述铝板4的长度，所述主壳31的高度为t，由所述铝板4填充所述缺口的部分，所述铝板4与所述主壳31连接的两侧通过沉头螺钉41进行固定。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池管理系统散热装置，其特征在于，包括：PCBA板、导热硅胶垫和壳体；所述导热硅胶垫的一面与所述PCBA板接触，所述导热硅胶垫的另一面与所述壳体接触，所述PCBA板与导热硅胶垫接触的部分为散热区。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述壳体包括主壳和凸台，所述主壳和凸台是冲压完成的整体，所述凸台顶端区域还包括凸出的凸块。

3.根据权利要求2所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述凸台与所述与导热硅胶垫接触面的中间区域是独立冲压完成的传热层，所述凸块是传热层上冲压出的凸起，所述传热层与所述凸台通过铆接或焊接的方式固定连接。

4.根据权利要求2所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述凸块是凸台上一体式冲压的凸起，或独立冲压完成的个体，通过铆接或焊接的方式固定在所述凸台上。

5.根据权利要求2所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述凸块位于所述凸台与导热硅胶垫接触面的中间区域或两侧。

6.根据权利要求5所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：当所述凸块位于所述凸台与导热硅胶垫接触面的两侧时，所述凸块是平行设置互相独立，或是一排连续的凸块组成凸槽。

7.根据权利要求2所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述主壳和凸台是分别冲压完成的独立个体，所述主壳和凸台通过铆接或焊接的方式固定连接。

8.根据权利要求1所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述壳体包括主壳和铝板，所述铝板通过沉头螺钉固定在所述主壳上，所述沉头螺钉由主壳外侧钉入，穿过所述铝板并突出所述铝板一部分。

9.根据权利要求8所述的电池管理系统散热装置，其特征在于：所述主壳是冲压完成的连续整体，或是在与铝板固定连接面处开缺口，所述缺口的长度小于所述铝板的长度，由所述铝板填充所述缺口的部分，所述铝板与所述主壳连接的两侧通过沉头螺钉进行固定。