CN207149666U - 电源设备及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电源设备及系统，涉及电池模组技术领域。该电源设备及系统通过设置的通过第一散热件将电源设备内产生的热量导出，第二散热件吸收第一散热件的热量，第一散热件中的吸液芯以及冷却管进一步提高了吸收电源设备内部热量的效率，避免了因热失稳而造成爆炸事故，提高了电源设备的安全性和可靠性，有助于延长电源设备和系统的使用寿命。具体地，单体电池之间设置有第一散热件，第一散热件与单体电池接触，以吸收单体电池产生的热量；第二散热件与第一散热件接触，用于吸收第二散热件的热量。第一驱动部设置在冷却管中，加速了冷却液的流动，而冷却管呈回路地设置在吸液芯中，有助于提高吸液芯中冷却液的热交换速度。

Description

电源设备及系统

技术领域

本实用新型涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种电源设备及系统。

背景技术

随着新能源技术的发展，对储能电源设备的制造要求越来高。比如，纯电动汽车和混合动力汽车中的电源设备通常是由多个储能单体电池组合而成。储能电池在充放电过程中，容易产生大量热，若不及时进行散热，可能导致各个储能电池发生热失稳，而造成电池爆炸等重大事故。因此，如何提供一种可解决上述问题的设备及系统，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种电源设备及系统，通过提高电源设备的散热效果以提高电源设备的安全性以及可靠性，进而解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型较佳实施例所提供的技术方案如下所示：

本实用新型较佳实施例提供一种电源设备，所述电源设备包括：

多个并排设置的单体电池；

设置在所述单体电池之间并与所述单体电池接触的多个第一散热件；

与多个所述第一散热件连接的第二散热件；

所述第一散热件开设有容纳腔室，所述第一散热件的内壁设置有吸液芯以及至少一个冷却管，所述吸液芯蓄存有冷却液，并预留有空腔；所述冷却管环绕设置在所述吸液芯内，形成闭合的冷却通道回路；所述冷却通道中设置有用于驱动所述冷却通道中的冷却液流动的第一驱动部。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电源设备还包括用于采集所述单体电池温度的温度传感器以及电磁阀，所述第二散热件开设有用于容纳冷却液的容纳腔室以及与该容纳腔室连通的进液口和出液口，所述进液口和出液口中的至少一个设置有与所述温度传感器连接的所述电磁阀，所述电磁阀用于在所述温度传感器采集的温度值超过第一阈值时开启。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电源设备还包括与所述温度传感器连接的第二驱动部，所述第一散热件包括多个并排且可滑动散热条，多个所述散热条中的至少一个散热条与第二驱动部传动连接，所述第二驱动部用于根据采集的所述温度值控制对应的散热条与所述单体电池的接触面积。

在本实用新型的较佳实施例中，上述进液口、出液口设置在第二散热件的同一侧端，所述第二散热件的容纳腔室中设置有用于隔离所述进液口、出液口的隔条，以使所述容纳腔室形成U型通道。

在本实用新型的较佳实施例中，上述吸液芯为透气的泡沫状结构，所述空腔被密封设置为真空空腔。

在本实用新型的较佳实施例中，上述单体电池为方形结构，所述第一散热件为与所述方形结构相配合的呈板状结构的热管。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电源设备还包括电池固定框，所述电池固定框的两侧可分别固定一个单体电池。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电池固定框的框内设置有阶梯部，所述单体电池的边缘设置有封边，所述封边与所述阶梯部相配合以卡持所述单体电池。

在本实用新型的较佳实施例中，上述电源设备还包括与所述第一散热件相配合的导热板，所述导热板设置在所述单体电池和所述第一散热件之间，所述导热板的一侧与所述单体电池接触，另一侧与所述第一散热件接触以传递热量。

本实用新型的较佳实施例提供一种电源系统，所述电源系统包括报警模块以及上述的电源设备，所述报警模块与所述电源设备中的温度传感器连接，用于在所述温度传感器采集的温度值超过第二阈值时发出报警提示。

与现有技术相比，本实用新型提供的电源设备及系统至少具有一下有益效果：该电源设备及系统通过设置的通过第一散热件将电源设备内产生的热量导出，第二散热件吸收第一散热件的热量，以加速散热，而第一散热件中的吸液芯以及冷却管进一步提高了吸收电源设备内部热量的效率，避免了因热失稳而造成爆炸事故，提高了电源设备的安全性和可靠性，有助于延长电源设备和系统的使用寿命。具体地，单体电池之间设置有第一散热件，第一散热件与单体电池接触，以吸收单体电池产生的热量，第二散热件与第一散热件接触，用于吸收第二散热件的热量。第一驱动部设置在冷却管中，加速了冷却液的流动，而冷却管呈回路地设置在吸液芯中，有助于提高吸液芯中冷却液的热交换速度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型较佳实施例提供的电源设备的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例提供的电源设备的爆炸图。

图3为本实用新型较佳实施例提供的第一散热件的结构示意图。

图4为图3中A-A截面的剖视图。

图5为图4中I部位的局部放大示意图。

图6为本实用新型较佳实施例提供的第二散热件的结构示意图。

图7为本实用新型较佳实施例提供的单体电池、电池固定框、导热板相互配合的爆炸图。

图8为本实用新型较佳实施例提供的第一散热件与第二驱动部相配合的示意图。

图标：100-电源设备；110-单体电池；111-封边；120-第一散热件；121-吸液芯；122-冷却管；123-第一驱动部；124-空腔；125-散热条；130-第二散热件；131-进液口；132-出液口；133-隔条；140-电池固定框；141-阶梯部；150-导热板；160-第二驱动部。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”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，也可以是电性连接。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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

请结合参照图1和图2，其中，图1为本实用新型较佳实施例提供的电源设备100的结构示意图，图2为本实用新型较佳实施例提供的电源设备100的爆炸图。本实用新型较佳实施例提供的电源设备100可以包括多个单体电池110、多个第一散热件120以及至少一个第二散热件130，该电源设备100散热能力强，安全性以及可靠性高。

在本实施例中，多个单体电池110并排布设，第一散热件120设置在单体电池110之间，并与单体电池110接触，用于吸收单体电池110在充放电过程中产生的热量，并传递释放到与第一散热件120连接的第二散热件130，通过第二散热件130将第一散热件120所吸收的热量释放到外界。另外，第二散热件130还可直接从单体电池110吸收热量并释放到外界，以加快散热速度，提高散热效率。

进一步地，所述单体电池110为方形结构的单体电池110，第一散热件120为与方形结构相配合的具有容纳腔室的板状结构。可选地，靠近第二散热件130的一端可以设置侧板，用于增加与第二散热件130的接触面积，提高散热效率。

进一步地，所述第一散热件120可以为热管。该热管可以是，单不限于碳钢-水热管，铜-水热管，铝-丙酮热管，不锈钢-钠热管等，这里不作具体限定。冷却液可以为水、丙酮等。

请结合参照图3、图4和图5，其中，图3为本实用新型较佳实施例提供的第一散热件120的结构示意图，图4为图3中A-A截面的剖视图，图5为图4中I部位的局部放大示意图。在本实施例中，第一散热件120开设有容纳腔室，所述第一散热件120的内壁设置有吸液芯121以及至少一个冷却管122，所述吸液芯121蓄存有冷却液，并预留有空腔124；所述冷却管122环绕设置在所述吸液芯121内，形成闭合的冷却通道回路；所述冷却通道中设置有用于驱动所述冷却通道中的冷却液流动的第一驱动部123。

可以理解地，所述冷却管122设置在吸液芯121中，而吸液芯121为与第一散热件120的容纳腔室相配合的具有空腔124的结构，且该结构贴合第一散热件120的内壁，以吸收热量。其中，冷却管122可以为一个或多个并排设置在吸液芯121中。该吸液芯121预留有空腔124，用于为气化后的冷却液提供流动空间，以便实现热交换。吸液芯121中蓄存的冷却液吸热后气化以进一步吸热，气态形式的冷却液通过空腔124可快速向第一散热件120温度较低的部位释放热量，而该温度较低的部位一般为第一散热件120向外界或第二散热件130释放热量的部位。

另外，气态的冷却液遇到温度较低的部位便液化，形成液态冷却液被吸液芯121吸收，吸液芯121一般具有大量的细孔，通过利用虹吸原理，可将冷却液输送至第一散热件120温度较高的部位，从而使冷却液在吸液芯121中循环流动，通过液化、气化循环转换，持续吸收单体电池110产生的热量，并释放到外界或第二散热件130，实现热交换。即，电源设备100中单体电池110产生的热量便通过第一散热件120散发出去。

例如，吸液芯121可以为透气的泡沫状结构，所述空腔124被密封设置为真空空腔124，以便于冷却液实现上述的热交换。可选地，第一散热件120、吸液芯121第二散热件130均可以由导热系数高的材料形成，比如铜、铝以及铜铝合金等。构成第一散热件120、吸液芯121第二散热的材料可以相同也可以不同，这里不作具体限定。

在本实施例中，冷却管122设置在吸液芯121中，形成闭合的冷却通道回路，可以用于吸收吸液芯121中的热量并释放到吸液芯121温度较低的一端，以实现热交换。第一驱动部123设置在冷却管122内，可以驱动冷却液循环流动，以加速吸液芯121的热交换，进而加速散发单体电池110产生的热量。

在本实施例中，所述第一驱动部123可以为由电动机和叶轮组合成的微型水泵。该叶轮与电动机的转轴连接，通过电动机转动，以驱使叶轮转动，进而驱动冷却管122中冷却液的流动。可以理解的是，叶轮与电动机通过绝缘密封连接(比如轴密封)，以使冷却液与电动机隔离，避免了冷却液渗入到电动机中而导致电动机短路的情况发生。可以理解的是，设置第一驱动部123对应的冷却管122部位可以大于其他部位，已便于设置安装该第一驱动部123。

请参照图6，是本实用新型较佳实施例提供的第二散热件130的结构示意图。在本实施例中，第二散热件130可以设置有用于容纳冷却液的容纳腔室，并设置进液口131和出液口132。其中，进液口131和出液口132可以分别设置在第二散热件130的相对两端，或者设置在第二散热件130的同一端，这里不作具体限定。设置的进液口131、出液口132与该容纳腔室连通，用于向容纳腔室输送冷却液，以加速吸收第一散热件120和单体电池110所释放的热量。可以理解的是，第二散热件130主要用于直接吸收第一散热件120所释放的热量。另外，还可以用于吸收从单体电池110辐射扩散的热量。

可选地，进液口131和出液口132设置在第二散热件130的同一端，以便于安装接入用于引进冷却液的导管。在第二散热件130的容纳腔室中可以设置用于隔离进液口131和出液口132的隔条133，以使容纳腔室形成U型通道。

可理解地，隔条133远离进液口131的一端并未封堵完容纳腔室，预留有可供冷却液流动的空间，以使冷却液从进液口131经由U型通道流向出液口132。也就是指进液口131和出液口132设置在U型通道的两端。而设置成U型通道，可延长冷却液在容纳腔室中流动的路径，进而使冷却液吸收更多的热量，有助于提高散热效率。

在其他实施方式中，可以在第二散热件130容纳腔室中的相对两端分别交错设置多个隔条133，以使容纳腔室形成迂回曲折的冷却通道，而进液口131和出液口132可设置在该冷却通道的首尾两端，以延长冷却液流经的路径，提高吸热效果。

请参照图7，是本实用新型较佳实施例提供的单体电池110、电池固定框140、导热板150相互配合的爆炸图。在本实施例中，电源设备100还可以包括电池固定框140。所述电池固定框140的两侧可分别固定一个单体电池110，也可以是一个电池固定框140固定一个单体电池110。

进一步地，电池固定框140的框内设置有阶梯部141，该阶梯部141向电池固定框140中心凸出，呈台阶状结构。所述单体电池110的边缘设置有封边111，所述封边111与所述阶梯部141相配合以卡持所述单体电池110，避免同一电池固定框140两侧的单体电池110移动。

在本实施例中，若单体电池110为方形结构的电池，该单体电池110的四侧边可设置所述封边111。可以理解的是，该封边111可以是由制作单体电池110时的封装壳所成型，也可以是在制作完单体电池110后再设置上去的。比如，通过焊接的方式使封边111与单体电池110连接。所述阶梯部141用于承载所述封边111以卡固单体电池110。

在本实施例中，所述电源设备100还可以包括与所述第一散热件120相配合的导热板150。所述导热板150设置在所述单体电池110和所述第一散热件120之间，所述导热板150的一侧与所述单体电池110接触，另一侧与所述散热板接触以传递热量。

在本实施例中，导热板150可以为柔性的导热材料构成，可加大与单体电池110的接触面积，也就是该导热板150的一侧与单体电池110充分接触，另一侧与第一散热件120充分接触，进而提高单体电池110的热量扩散速度，减少热阻。具体地，该导热板150可以为导热硅胶片或其他柔性导热复合材料(比如，多壁碳纳米管)。在其他实施方式中，还可以通过其他材料替代所述导热板150，比如用导热硅脂替换导热板150，这里不再赘述。

第二实施例

请结合参照图2和图6，第二实施例提供的电源设备100其形状结构、工作原理以及技术效果与第一实施例提供的基本相同，不同之处在于，第二实施例中的电源设备100可以包括温度传感器以及电磁阀。

进一步地，所述温度传感设置在单体电池110上，用于检测单体电池110的温度。电磁阀设置在进液口131或出液口132，或者在进液口131和出液口132均设置有电磁阀。该电磁阀与温度传感器连接，用于根据温度控制冷却液的流通状态。比如，该电磁阀在温度传感器采集的温度值超过第一阈值时，打开电磁阀，以使冷却液流入第二散热件130中，以加速散热；温度不超过第一阈值时，关闭电磁阀以阻止冷却液流动。其中第一阈值以及温度传感器的个数可根据具体情况进行设置，在此不做具体限定。

值得说明的是，在其他实施例中，可在多个单体电池110形成的电池组的周围设置多个第二散热件130，以提高散热效果。另外，还可以在该电池组内设置电风扇，以进一步提高散热效果。

第三实施例

请参照图8，本实用新型较佳实施例提供的第一散热件120与第二驱动部160相配合的示意图。第二实施例提供的电源设备100其形状结构、工作原理以及技术效果与第一实施例提供的基本相同，不同之处在于，第三实施例中的第一散热件120可以包括多个并排设置的散热条125，散热条125之间可相对滑动。通过散热条125的滑动，可改变第一散热件120与单体电池110的接触面积，进而改变散热速度，扩大了第一散热件120的适用范围。

进一步地，该散热条125为直条的板状，不设置有侧板。本实施例中的电源设备100还可以包括第二驱动部160以及上述的温度传感器。第二驱动部160与多个散热条125中的至少一个传动连接，可选地，其连接处远离为散热条125远离第二散热件130的一端。该第二驱动部160与温度传感器，用于根据温度传感器采集的温度值控制散热条125的伸缩状态。

例如，温度传感器采集的从某一阈值后，温度值开始逐渐减小，第二驱动部160便逐渐驱动对应的散热条125滑动，以使散热条125逐渐滑出于单体电池110，减少与单体电池110的接触面积，进而降低散热速度。同理，若采集的温度在某一阈值后逐渐升高，第二驱动部160驱使散热条125逐渐滑入单体电池110之间的间隙中，以加大第一散热件120与单体电池110的接触面积，进而提高散热效果。可理解的是，第二驱动部160驱动散热条125滑动的长度(或伸缩长度)与温度传感器采集的温度值相关联，通过第二驱动部160和温度传感器相配合，可实现自动控制第一散热件120的散热效率。

其中，第二驱动部160可以是气缸，通过活塞与散热条125实现传动连接。一个活塞可直接或间接与一个散热条125连接，也可以同时与多个散热条125连接，这里不作具体限定。

第四实施例

本实用新型较佳实施例还提供一种电源系统，该电源系统包括报警模块以及上述实施例中的电源设备100，该报警模块与电源设备100中的温度传感器连接，用于在温度传感器采集的温度值超过第二阈值时发出报警提示。可以理解的是，第二阈值大于第一阈值，可根据实际情况进行设置，在此不作具体限定。

进一步地，所述报警模块可以为设置在电源设备100上的声音报警单元，比如喇叭；也可以是灯光报警单元，比如闪烁灯，或者为两者的组合。在其他实施方式中，该报警模块还可以包括与智能终端(比如手机，车载显示端等)通信的通信单元，该报警模块可通过通信单元将报警提示发送至智能终端，以提示用户，比如，通过短信提示温度过高。

值得说明的是，上述实施例中的第一散热件120第二散热件130除了可以用于对单体电池110进行散热外，还可在低温下，对单体电池110进行加热，以保障单体电池110处于正常的充放电的温度范围内。具体的，例如，向第二散热件130中输送温度较高的液体(可以为上述的冷却液)，其热量由第二散热件130传向第一散热件120，以加热单体电池110。

综上所述，本实用新型提供一种电源设备及系统。该电源设备及系统通过设置的通过第一散热件将电源设备内产生的热量导出，第二散热件吸收第一散热件的热量，以加速散热，而第一散热件中的吸液芯以及冷却管进一步提高了吸收电源设备内部热量的效率，避免了因热失稳而造成爆炸事故，提高了电源设备的安全性和可靠性，有助于延长电源设备和系统的使用寿命。具体地，单体电池之间设置有第一散热件，第一散热件与单体电池接触，以吸收单体电池产生的热量，第二散热件与第一散热件接触，用于吸收第二散热件的热量。第一驱动部设置在冷却管中，加速了冷却液的流动，而冷却管呈回路地设置在吸液芯中，有助于提高吸液芯中冷却液的热交换速度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源设备，其特征在于，所述电源设备包括：

多个并排设置的单体电池；

设置在所述单体电池之间并与所述单体电池接触的多个第一散热件；

与多个所述第一散热件连接的第二散热件；

所述第一散热件开设有容纳腔室，所述第一散热件的内壁设置有吸液芯以及至少一个冷却管，所述吸液芯蓄存有冷却液，并预留有空腔；所述冷却管环绕设置在所述吸液芯内，形成闭合的冷却通道回路；所述冷却通道中设置有用于驱动所述冷却通道中的冷却液流动的第一驱动部。

2.根据权利要求1所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备还包括用于采集所述单体电池温度的温度传感器以及电磁阀，所述第二散热件开设有用于容纳冷却液的容纳腔室以及与该容纳腔室连通的进液口和出液口，所述进液口和出液口中的至少一个设置有与所述温度传感器连接的所述电磁阀，所述电磁阀用于在所述温度传感器采集的温度值超过第一阈值时开启。

3.根据权利要求2所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备还包括与所述温度传感器连接的第二驱动部，所述第一散热件包括多个并排且可滑动散热条，多个所述散热条中的至少一个散热条与第二驱动部传动连接，所述第二驱动部用于根据采集的所述温度值控制对应的散热条与所述单体电池的接触面积。

4.根据权利要求2所述的电源设备，其特征在于，所述进液口、出液口设置在第二散热件的同一侧端，所述第二散热件的容纳腔室中设置有用于隔离所述进液口、出液口的隔条，以使所述容纳腔室形成U型通道。

5.根据权利要求1所述的电源设备，其特征在于，所述吸液芯为透气的泡沫状结构，所述空腔被密封设置为真空空腔。

6.根据权利要求1所述的电源设备，其特征在于，所述单体电池为方形结构，所述第一散热件为与所述方形结构相配合的呈板状结构的热管。

7.根据权利要求1所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备还包括电池固定框，所述电池固定框的两侧可分别固定一个单体电池。

8.根据权利要求7所述的电源设备，其特征在于，所述电池固定框的框内设置有阶梯部，所述单体电池的边缘设置有封边，所述封边与所述阶梯部相配合以卡持所述单体电池。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备还包括与所述第一散热件相配合的导热板，所述导热板设置在所述单体电池和所述第一散热件之间，所述导热板的一侧与所述单体电池接触，另一侧与所述第一散热件接触以传递热量。

10.一种电源系统，其特征在于，所述电源系统包括报警模块以及上述权利要求1-9中任意一项所述的电源设备，所述报警模块与所述电源设备中的温度传感器连接，用于在所述温度传感器采集的温度值超过第二阈值时发出报警提示。