CN209232907U - 具有冷却功能的电子装置及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种具有冷却功能的电子装置及电池模组。该具有冷却功能的电子装置包括：箱体，所述箱体设置有容纳腔；电子器件，设置于所述容纳腔内；绝缘相变介质；及绝缘多孔体，接触于所述电子器件，所述绝缘多孔体设置有多个毛细孔，所述多个毛细孔吸附有液态的所述绝缘相变介质。本申请实施例中，利用绝缘相变介质的相变过程，减少了传热热阻，可使电子器件与外界环境进行高效换热，提高了传热效率，能对电子器件进行快速降温，可保证电子器件温度的一致性。

Description

具有冷却功能的电子装置及电池模组

【技术领域】

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种具有冷却功能的电子装置及电池模组。

【背景技术】

随着电动汽车技术和动力电池技术的逐步完善，对动力电池组的能量密度、循坏寿命、安全性能等方面的要求也逐渐提高。电池模组包括电芯和热管理系统。热管理系统用于通过冷热调节，确保电芯在适宜温度范围工作。

现有电池冷却技术中，尤其是配电量较大的大巴电动车等，采用自然冷却的散热方式来对电池进行冷却。通过将热源与传热体(结构胶、空气介质等) 直接接触将热量传导出去实现自然冷却。然而，现有传热体的热阻较大，导致冷却效果不佳，电池运行时温度过高，汽车需要限功率运动，降低了客户体验。

此外，由于电池模组自然冷却结构中，传热体仅能将热源的热量传导至箱体底壁，散热面较为单一，冷却效果进一步降低。

【实用新型内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种具有冷却功能的电子装置及电池模组，有利于提高了传热效率。

第一方面，提供了一种具有冷却功能的电子装置。该电子装置包括：

箱体，所述箱体设置有容纳腔；

电子器件，设置于所述容纳腔内；

绝缘相变介质；及

绝缘多孔体，接触于所述电子器件，所述绝缘多孔体设置有多个毛细孔，所述多个毛细孔吸附有液态的所述绝缘相变介质。

可选地，所述绝缘多孔体吸附的液态绝缘相变介质被配置为：能被所述电子器件工作时产生的热量汽化至气态，并冷凝在所述箱体的箱壁上。

可选地，所述绝缘相变介质包括碳氟化合物；或者，

所述绝缘相变介质包括氢氟醚；或者，

所述绝缘相变介质包括氢氟烃和醇类化合物。

可选地，所述毛细孔的孔径小于100um；和/或，

所述绝缘多孔体的材料为泡棉、海绵、脱脂棉或者亲水性树脂。

可选地，所述容纳腔的底部收集有液态的所述绝缘相变介质；

所述绝缘多孔体的部分伸入所述容纳腔底部的液态绝缘相变介质中，并将所述液态绝缘相变介质吸取至所述绝缘多孔体的其余部分。

可选地，所述箱体的内壁突出设置有凸出部；

气态的所述绝缘相变介质被配置为能在所述凸出部的端部冷凝，并在重力作用下与所述凸出部分离。

第二方面，提供了一种具有冷却功能的电池组。该电池组包括：

上述的电子装置；

其中，所述电子器件包括电芯和将所述电芯电连接的汇流排；

所述绝缘多孔体，接触于所述电芯和/或所述汇流排；

可选地，所述绝缘相变介质的沸点为20℃-50℃。

可选地，多个所述电芯堆叠设置并电连接成电池模组，所述电池模组的两端安装有端板，所述电池模组的顶部设置有用于将所述电芯电连接的汇流排；多个所述电池模组堆叠设置并电连接；

所述电池模组的任一侧部或者一对侧部上贴合设置有所述绝缘多孔体；和/或，所述汇流排与所述绝缘多孔体接触设置。

可选地，所述汇流排与所述绝缘多孔体接触设置；

所述绝缘多孔体上设置有与所述汇流排形状适配的容纳槽，所述汇流排容置于所述容纳槽内。

本申请实施例提供的具有冷却功能的电子装置及电池组中，电子器件的温度变化可使绝缘多孔体吸附的绝缘相变介质发生相变。在绝缘相变介质的相变过程中，可吸收电子器件的热量，从而实现对电子器件的冷却。

利用绝缘相变介质的相变过程，减少了传热热阻，可使电子器件与外界环境进行高效换热，提高了传热效率，能对电子器件进行快速降温，可保证电子器件温度的一致性。绝缘多孔体可贴合于不同电子器件及电子器件的较多表面，散热面面积较大，冷却效果更佳。

绝缘多孔体和绝缘相变介质的占用空间较小，无需增大电子装置整体体积。

多孔绝缘件能通过毛丝现象持续吸取液体冷却介质，实现对电子器件进行持续循环的冷却降温。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图。

图1是本申请第一实施例提供的具有冷却功能的电子装置的示意图。

图2是本申请第二实施例提供的具有冷却功能的电池组的示意图；

图3是图2电池组的零件爆炸图；

图4是图2电池组中的绝缘多孔体的结构示意图；

图5是图2电池组中的箱体的结构示意图；

图6是图5中A处的放大示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1-箱体；

10-凸出部；

18-容纳腔；

2-绝缘相变介质；

4-电子器件；

40-电芯；

42-汇流排；

5-端板；

6-绝缘多孔体；

60-贴合电芯部；

64-接触汇流排部。

66-容纳槽。

【具体实施方式】

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1是本申请第一实施例提供的具有冷却功能的电子装置的示意图。

请参阅图1，该电子装置包括箱体1、电子器件4、绝缘相变介质2和绝缘多孔体6。箱体1设置有容纳腔18。电子器件4安装于容纳腔18内。绝缘多孔体6安装于容纳腔18内，并与电子器件4接触设置。

绝缘相变介质2由绝缘材料制成。该绝缘的相变材质具有液相和气相，并能在液相与气相间转换，实现相变。在绝缘相变介质2的相变过程中，实现热量的吸入和放出。

在绝缘多孔体6设置有多个毛细孔。多个毛细孔的孔径较小设置。液态绝缘相变介质2浸润绝缘多孔体6，发生毛细现象，使绝缘多孔体6吸附有液态的绝缘相变介质2。由于绝缘多孔体6与电气器件接触设置，绝缘多孔体6 吸附的液态绝缘相变介质2表面能与电气器件接触或者邻近设置。

电子器件4的温度变化可使绝缘多孔体6吸附的绝缘相变介质2发生相变。在绝缘相变介质2的相变过程中，可吸收电子器件4的热量，从而实现对电子器件4的冷却。

为了更加充分说明本申请实施例中电子装置的冷却原理，以下对电子装置进行进一步地说明。

请继续参阅图1，电子器件4在通电工作时会产生热量导致温度升高。被绝缘多孔体6吸附的液态绝缘相变介质2能吸收电子器件4产生的热量，温度升高。当液态绝缘相变介质2的温度被升高至其沸点时，液态绝缘相变介质2可汽化为气态并与绝缘多孔体6分离，从而带走电子器件4产生的热量，可实现电子器件4的冷却降温。

与绝缘多孔体6分离的气态绝缘相变介质2遇到温度较低的箱体1箱壁时，气态的绝缘相变介质2可冷凝在箱壁的箱壁上。气态的绝缘相变介质2转变为液态的绝缘相变介质2，液态的绝缘相变介质2凝结在箱体1的箱壁上，可将其热量传导至箱体1的箱壁上，实现热量的交换。箱体1的箱壁将热量传导至电子装置外，可实现电子装置的整体冷却降温。

当箱体1箱壁上冷凝有较大重量的液态绝缘相变介质2时，液态绝缘相变介质2在其重力作用下与箱体1的箱壁分离，可下落至箱体1底部和/或直接被绝缘多孔体6吸附。

根据电子器件4正常工作温度范围的不同，绝缘相变介质2材料及其沸点也不同设置。一种可选示例中，绝缘相变介质2包括氢氟醚。另一种示例中，绝缘相变介质2包括氢氟醚。又一种示例中，绝缘相变介质2包括氢氟烃和醇类化合物。

为使绝缘多孔体6能始终吸附有液态的绝缘相变介质2，箱体1容纳腔 18的底部可收集有液态的绝缘相变介质2。绝缘多孔体6的部分伸入容纳腔 18底部的液态绝缘相变介质2中，液态的绝缘相变介质2能浸润绝缘多孔体 6的毛细孔，使绝缘多孔体6能将液态绝缘相变介质2吸取至绝缘多孔体6的其他部分，以使液态的绝缘相变介质2能接触或者邻近于电子器件4表面。

在绝缘多孔体6吸附的液态绝缘相变介质2被电子器件4产生的热量汽化后，箱体1容纳腔18底部收集的液态绝缘相变介质2能通过毛细作用被吸取至绝缘多孔体6的其他部分，又与电子器件4表面接触。如此，循环往复，能对电子器件4进行持续循环的冷却降温。

绝缘多孔体6的结构能满足吸附液态的绝缘相变介质2即可。绝缘多孔体6可由多孔材料制成，含有一定数量呈孔洞结构的毛细孔。毛细孔孔径较小设置，能获得毛丝现象(毛丝管作用)，可用于吸附液态绝缘相变介质2。

绝缘多孔体6的毛细孔与其吸附的液态绝缘相变介质2表面之间需要具有较大的张力以实现吸附。一种可选示例中，绝缘多孔体6的毛细孔与其吸附的液态绝缘相变介质2的表面张力大于50mN/m，绝缘多孔体6能持续地吸附液态绝缘相变介质2，不会分离。

绝缘多孔体6的吸附能力与其材质及毛细孔孔径大小有关。毛细孔的孔径越小越有利于产生能吸附绝缘相变介质2的毛细现象。

一种示例中，毛细孔的孔径可设置为小于100um。

一种示例中，绝缘多孔体6的材料为泡棉、海绵、脱脂棉或者亲水性树脂。

一种示例中，绝缘多孔体6为多孔弹性材料和/或多孔发泡材料。

本实施例可采用上述示例中的一个或者多个。

为便于使箱体1的箱壁能与绝缘相变介质2在热交换后分离，箱体1的内壁突出设置有凸出部10。气态的绝缘相变介质2能在凸出部10的端部凝结成液态的绝缘相变介质2，进行热交换。凸出部10上凝结较大重量的液态绝缘相变介质2后，液态绝缘相变介质2在重力作用下可与凸出部10分离。凸出部10的端部可设置为横截面逐渐减小的尖端结构，例如凸出部10可设置为棱锥形或者圆锥形。

图2是本申请第二实施例提供的具有冷却功能的电池组的示意图。

请参阅图2，本实施例中具有冷却功能的电池组包括第一实施例中的电子装置。其中，电子器件4包括电芯40和将电芯40电连接的汇流排42。绝缘多孔体6接触于电芯40和/或汇流排42。

由于绝缘多孔体6与电芯40和/或汇流排42接触设置，电芯40和/或汇流排42的温度变化可使绝缘多孔体6吸附的绝缘相变介质2发生相变。在绝缘相变介质2的相变过程中，可吸收电芯40和/或汇流排42的热量，从而实现对电芯40和/或汇流排42的冷却。

为了更加充分说明本申请实施例中电池组的结构和冷却原理，以下对电池组进行进一步地说明。

请继续参阅图2，电芯40和/或汇流排42在通电工作时会产生热量导致温度升高。绝缘多孔体6吸附的液态绝缘相变介质2能吸收电芯40和/或汇流排42产生的热量，温度升高。当液态绝缘相变介质2的温度被升高至其沸点时，液态绝缘相变介质2可汽化为气态并与绝缘多孔体6分离，从而带走电芯40和/或汇流排42产生的热量，可实现电芯40和/或汇流排42的冷却降温。

与绝缘多孔体6分离的气态绝缘相变介质2遇到温度较低的箱体1箱壁时，气态的绝缘相变介质2可冷凝在箱壁的箱壁上。气态的绝缘相变介质2转变为液态的绝缘相变介质2，液态的绝缘相变介质2凝结在箱体1的箱壁上，可将其热量传导至箱体1的箱壁上，箱体1的箱壁将热量传导至电池组外，实现电池组内部与外部环境的热交换，实现电池组整体的冷却降温。

当箱体1的箱壁上冷凝有重量较大的液态绝缘相变介质2时，液态绝缘相变介质2在其重力作用下与箱体1的箱壁分离，可下落至箱体1底部和/或直接被绝缘多孔体6吸附。

考虑到电芯40和汇流排42的正常工作范围，本实施例中的绝缘相变介质2的沸点可设置为20℃-50℃。当电芯40和/或汇流排42上升至等于或者大于绝缘相变介质2的沸点时，液态的绝缘相变介质2开始汽化以吸收电芯 40和/或汇流排42的热量。如上述，绝缘相变介质2可包括氢氟醚、或者氢氟醚、或者氢氟烃和醇类化合物等。

为了更加充分说明本申请实施例中绝缘多孔体6的结构及安装位置，以下对电池组进行进一步地说明。

图3是图2电池组的零件爆炸图。请参阅图3，多个所述电芯40堆叠设置并电连接成电池模组。电池模组的两端贴合安装有端板5。电池模组的顶部设置有用于将所述电芯40电连接的汇流排42。多个电池模组堆叠设置并电连接。

绝缘多孔体6的结构可根据需要设置。一种可选示例中，电池模组的任一侧部或者一对侧部上贴合设置有绝缘多孔体6，绝缘多孔体6与电芯40接触，从而对电芯40进行冷却。

一种可选示例中，电池模组的顶部安装有绝缘多孔体6，绝缘多孔体6与汇流排42接触，能对汇流排42进行冷却。

为使绝缘多孔体6能同时与电芯40和汇流排42接触，请参阅图3和图 4，绝缘多孔体6可设置为U型，包括接触汇流排部64和两个相对设置的贴合电芯部60。接触汇流排部64将两个贴合电芯部60连接在一起。两个贴合电芯部60贴合安装于一个电池模组的两个侧部，使绝缘多孔体6与电芯40 接触。

接触汇流排部64安装在电池模组的顶部。在接触汇流排部64上可设置有与汇流排42形状适配的容纳槽66，汇流排42容置于所述容纳槽66内，使绝缘多孔体6与汇流排42接触。

箱体1容纳腔18的底部收集有液态的绝缘相变介质2。两个贴合电芯部 60均部分伸入容纳腔18底部的液态绝缘相变介质2中，能将液态的绝缘相变介质2吸取至两个贴合电芯部60的其余部分及接触汇流排部64。

图5是图2电池组中的箱体的结构示意图。图6是图5中A处的放大示意图。

请参阅图4和图5，箱体1的内壁突出设置有多个间隔设置的凸出部10。气态的绝缘相变介质2能在凸出部10的端部凝结成液态的绝缘相变介质2，进行热交换。凸出部10上凝结较大重量的液态绝缘相变介质2后，液态绝缘相变介质2在重力作用下易于与凸出部10分离。凸出部10的端部可设置为横截面逐渐减小的尖端，例如凸出部10为棱锥形或者圆锥形。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种具有冷却功能的电子装置，包括：

箱体(1)，所述箱体(1)设置有容纳腔(18)；

电子器件(4)，设置于所述容纳腔(18)内；

绝缘相变介质(2)；及

绝缘多孔体(64)，接触于所述电子器件(4)，所述绝缘多孔体(64)设置有多个毛细孔，所述多个毛细孔吸附有液态的所述绝缘相变介质(2)。

2.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述绝缘多孔体(64)吸附的液态绝缘相变介质(2)被配置为：能被所述电子器件(4)工作时产生的热量汽化至气态，并冷凝在所述箱体(1)的箱壁上。

3.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述绝缘相变介质(2)包括碳氟化合物；或者，

所述绝缘相变介质(2)包括氢氟醚；或者，

所述绝缘相变介质(2)包括氢氟烃和醇类化合物。

4.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述毛细孔的孔径小于100um；和/或，

所述绝缘多孔体(64)的材料为泡棉、海绵、脱脂棉或者亲水性树脂。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电子装置，其中，所述容纳腔(18)的底部收集有液态的所述绝缘相变介质(2)；

所述绝缘多孔体(64)的部分伸入所述容纳腔(18)底部的液态绝缘相变介质(2)中，并将所述液态绝缘相变介质(2)吸取至所述绝缘多孔体(64)的其余部分。

6.根据权利要求1所述的电子装置，其中，所述箱体(1)的内壁突出设置有凸出部(10)；

气态的所述绝缘相变介质(2)被配置为能在所述凸出部(10)的端部冷凝，并在重力作用下与所述凸出部(10)分离。

7.一种具有冷却功能的电池模组，包括权利要求1-6中任一项所述的电子装置；

其中，所述电子器件(4)包括电芯(40)和将所述电芯(40)电连接的汇流排(42)；

所述绝缘多孔体(64)，接触于所述电芯(40)和/或所述汇流排(42)。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其中，所述绝缘相变介质(2)的沸点为20℃-50℃。

9.根据权利要求7所述的电池模组，其中，多个所述电芯(40)堆叠设置并电连接成电池模组，所述电池模组的两端安装有端板(5)，所述电池模组的顶部设置有用于将所述电芯(40)电连接的汇流排(42)；多个所述电池模组堆叠设置并电连接；

所述电池模组的任一侧部或者一对侧部上贴合设置有所述绝缘多孔体(64)；和/或，所述汇流排(42)与所述绝缘多孔体(64)接触设置。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其中，所述汇流排(42)与所述绝缘多孔体(64)接触设置；

所述绝缘多孔体(64)上设置有与所述汇流排(42)形状适配的容纳槽(66)，所述汇流排(42)容置于所述容纳槽(66)内。