CN209329096U - 热电制冷器冷却板 - Google Patents

热电制冷器冷却板 Download PDF

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conducting
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Abstract

热电制冷器冷却板，包括：半导体制冷组件，包括多个P型半导体和N型半导体交错串联连接而成的阵列，P型半导体和N型半导体彼此上下面对齐，通过金属导体板将两端导电连接；上导热板；下导热板，贴附在上端的金属导体板上，其中，上导热板和金属导体板之间设置有导热垫片，下导热板和金属导体板之间也设置有导热垫片，P型半导体和N型半导体呈行列式排列设置，彼此的间隙大于或等于P型半导体、N型半导体的体积。因为直接使用半导体制冷组件来进行制冷，通过该制冷组件来进行迅速的传热，同时将制冷组件集成到上下导热板之间，其大小、形状可以设计为与冷却的部件一致而近乎贴附在待冷却的部件上，便于设计，而且不占用额外的空间。

Description

热电制冷器冷却板
技术领域
本实用新型涉及冷却用的热交换器，具体涉及电动汽车中动力电池的电池包中用于对电池单元盒进行散热的冷却板。
背景技术
电动车中使用多个动力电池包(电池包)来作为驱动能源。一般而言一个电池包包括多个电池模组，并将多个模组放入到外壳中。而模组是一个单独的组件，其包括放置电池单元盒(包括一个或多个基本的原电池，提供基本的电压，如锂/二氧化锰原电池的电压为3.6V)的框架、多个电池单元盒以及管理电路。
由于电池单元盒中的原电池在充放电过程中必然要发热升温，特别是集中了多个原电池的电池单元盒在夏天时升温就特别明显，为此必须通过分冷或是水冷等方式进行冷却降温。
现有的水冷部件使用冷却水进行冷却存在以下的问题：
1、冷却板结构复杂，重量较大，不利于轻量化；
2、需外加设备对冷却水进行加热或者冷却，冷却速率慢；
3、为了进行冷却，需要设置冷却加热装置，而传统的冷却加热装置，外设复杂，成本较高；
4、因为必须布置冷却管路，占用空间大，降低了电池整体的体积能量密度。
电动汽车的电池包经常是设计在底盘中，为了尽可能的多容纳电池包，需要将电池包设计的体积尽量小，又或者在某些情形下，电池包中的其他电路部件、空气循环部件的引入会使得电池单元盒外的空间非常局促，这个时候使用水冷管路或是额外设置风机强制空气加强流动来散热，设计上比较困难。
实用新型内容
本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种热电制冷器冷却板，通过热电制冷来快速的传递热量进行散热，使得电池包内仅仅依靠自然流动或是轻微的空气流动就能够快速的散热。
本实用新型提供一种热电制冷器冷却板，其特征在于，包括：
半导体制冷组件，包括多个P型半导体和N型半导体交错串联连接而成的阵列，这些P型半导体和N型半导体彼此上下面对齐，通过金属导体板将两端导电连接；
上导热板，贴附在上端的金属导体板上；
下导热板，贴附在上端的金属导体板上，
其中，上导热板和金属导体板之间设置有导热垫片，下导热板和金属导体板之间也设置有导热垫片，
P型半导体和N型半导体呈行列式排列设置，彼此的间隙大于或等于P型半导体、N型半导体的体积。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，P型半导体和N型半导体的数目之和为奇数，
第一个P型半导体的上端和金属导体板电连接，作为和电源的正极连接的接点，
最后一个P型半导体的下端和金属导体板电连接，作为和电源的负极连接的接点，
而处于第一个P型半导体和最后一个P型半导体之间的相邻半导体之间通过设置在上、下方的金属导体板连接，此时上导热板为制冷器的冷端，下导热版为制冷器的热端。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，P型半导体和N型半导体均为大小形状一致的长方体，
其纵横垂直排列，相邻的P型半导体和N型半导体在长度方向上的间隙大于或等于1.2倍的该长方体的长度，相邻的P型半导体和N型半导体在宽度方向上的间隙大于或等于1.5倍的该长方体的长度。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征，还包括：
粘附在上导热板、下导热板上的导热垫。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，粘附在上导热板、下导热板上的导热垫的厚度为0.2-0.5mm。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，上导热板和金属导体板之间设置的导热垫片、下导热板和金属导体板之间设置的导热垫片、粘附在上导热板、下导热板上的导热垫均为绝缘材质。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，上导热板、下导热板均为金属板，
上导热板、下导热板之间的间隙为0.5-1.5cm。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，下导热板的底面刻有条形槽，用于加强风冷的效果。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，上导热板、下导热板均为铝合金材质。
本实用新型提供的热电制冷器冷却板，还可以具有这样的特征：
其中，金属导体板为红铜材质。
实用新型的作用和效果
根据本实用新型提供的热电制冷器冷却板，因为直接使用半导体制冷组件来进行制冷，通过该制冷组件来进行迅速的传热，同时将制冷组件集成到上下导热板之间，其大小、形状可以设计为与冷却的部件一致而近乎贴附在待冷却的部件上，便于设计，而且不占用额外的空间(仅仅使得厚度增加)。
另外，由于是直接制冷，不使用循环冷却介质，冷却速度快，重量也得到了减轻，免除了漏液的风险。
进一步的，因为P型半导体和N型半导体呈行列式排列设置，彼此的间隙大于或等于P型半导体、N型半导体的体积，这样的间隙和排列设置便于自然通风或强制通风冷却。
附图说明
图1是本实用新型的实施例中热电制冷器冷却板的结构示意图；以及图2是本实用新型的实施例中半导体制冷组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型热电制冷器冷却板作具体阐述。
图1是本实用新型的实施例中热电制冷器冷却板的结构示意图。
图2是本实用新型的实施例中半导体制冷组件的结构示意图。
实施例1
如图1、2所示，热电制冷器冷却板包括半导体制冷组件10、上导热板20、下导热板30。
半导体制冷组件10，包括多个P型半导体11和N型半导体12交错串联连接而成的阵列，这些P型半导体和N型半导体彼此上下面对齐，通过金属导体板B将两端导电连接。
上导热板20，贴附在上端的金属导体板上。
下导热板30，贴附在上端的金属导体板上。
其中，上导热板和金属导体板之间设置有导热垫片D，下导热板和金属导体板之间也设置有导热垫片D，
P型半导体和N型半导体呈行列式排列设置，彼此的间隙大于或等于P型半导体、N型半导体的体积。
实施例2
作为一种具体的实施例，如图1所示，其中，P型半导体和N型半导体的数目之和为奇数，
第一个P型半导体的上端和金属导体板电连接，作为和电源的正极连接的接点，
最后一个P型半导体的下端和金属导体板电连接，作为和电源的负极连接的接点J，
而处于第一个P型半导体和最后一个P型半导体之间的相邻半导体之间通过设置在上、下方的金属导体板连接，此时上导热板为制冷器的冷端，下导热版为制冷器的热端。
实施例3
作为另一种情况，如图2所示，P型半导体和N型半导体的数目之和为偶数，
第一个P型半导体的下端和金属导体板电连接，作为和电源的正极连接的接点，
最后一个P型半导体的下端和金属导体板电连接，作为和电源的负极连接的接点，
而处于第一个P型半导体和最后一个P型半导体之间的相邻半导体之间通过设置在上、下方的金属导体板连接，此时上导热板为制冷器的冷端，下导热版为制冷器的热端。
实施例4
在实施例1-3的基础上，如图1、2所示，P型半导体和N型半导体均为大小形状一致的长方体，其纵横垂直排列，相邻的P型半导体和N型半导体在长度方向上的间隙大于或等于1.2倍的该长方体的长度，相邻的P型半导体和N型半导体在宽度方向上的间隙大于或等于1.5倍的该长方体的长度。
实施例5
在上述实施例1-4的基础上，作为一种优化，为了更好的传热，减少热阻，本实施例提供的热电制冷器冷却板还包括：
粘附在上导热板或下导热板上的导热垫40，其厚度优选为0.2-0.5mm。
实施例6
作为一种优化，特别的，上导热板和金属导体板之间设置的导热垫片、下导热板和金属导体板之间设置的导热垫片、粘附在上导热板、下导热板上的导热垫均为绝缘材质，优选为硅胶。
实施例7
在上述实施例1-6的基础上，为了使得热电制冷器冷却板具有较好的机械强度以及较好的导热效果，优选：
上导热板、下导热板均为金属板且之间的间隙为0.5-1.5cm，对应的半导体的高度也在3.5-13.5mm之间，进一步的，优选在3.5-5.5mm之间。
在材质方面，上导热板、下导热板选用铝合金，而金属导体板为红铜材质或铝合金。
实施例8
由于在热电制冷器冷却板的热端是完全依靠空气流动散热的风冷，所以为了增强风冷效果：在下导热板的底面刻有多条条形槽，用于加强风冷的效果。
实施例的作用与效果
根据实施例提供的热电制冷器冷却板，因为直接使用半导体制冷组件来进行制冷，通过该制冷组件来进行迅速的传热，同时将制冷组件集成到上下导热板之间，其大小、形状可以设计为与冷却的部件一致而近乎贴附在待冷却的部件上，便于设计，而且不占用额外的空间(仅仅使得厚度增加)。
另外，由于是直接制冷，不使用循环冷却介质，冷却速度快，重量也得到了减轻，免除了漏液的风险。
进一步的，因为冷却板重量减少，增加电池能量密度，提升市场竞争力。
而且由于结构简单，安装容易，无外设泵体等装置，减少了附加配件，便于供货管理。
上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种热电制冷器冷却板，其特征在于，包括：
半导体制冷组件，包括多个P型半导体和N型半导体交错串联连接而成的阵列，这些P型半导体和N型半导体彼此上下面对齐，通过金属导体板将两端导电连接；
上导热板，贴附在上端的所述金属导体板上；
下导热板，贴附在上端的所述金属导体板上，
其中，所述上导热板和所述金属导体板之间设置有导热垫片，所述下导热板和所述金属导体板之间也设置有导热垫片，
所述P型半导体和所述N型半导体呈行列式排列设置，彼此的间隙大于或等于所述P型半导体、所述N型半导体的体积。
2.根据权利要求1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：
其中，所述P型半导体和N型半导体的数目之和为奇数，
所述第一个P型半导体的上端和金属导体板电连接，作为和电源的正极连接的接点，
最后一个P型半导体的下端和金属导体板电连接，作为和电源的负极连接的接点，
而处于第一个P型半导体和最后一个P型半导体之间的相邻半导体之间通过设置在上、下方的金属导体板连接，此时所述上导热板为制冷器的冷端，所述下导热版为制冷器的热端。
3.根据权利要求1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：
其中，所述P型半导体和N型半导体均为大小形状一致的长方体，其纵横垂直排列，相邻的所述P型半导体和N型半导体在长度方向上的间隙大于或等于1.2倍的该长方体的长度，相邻的所述P型半导体和N型半导体在宽度方向上的间隙大于或等于1.5倍的该长方体的长度。
4.根据权利要求1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于，还包括：
粘附在所述上导热板、下导热板上的导热垫。
5.根据权利要求4所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：
其中，粘附在所述上导热板、下导热板上的所述导热垫的厚度为0.2-0.5mm。
6.根据权利要求4或1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：
其中，所述上导热板和所述金属导体板之间设置的导热垫片、所述下导热板和所述金属导体板之间设置的导热垫片、粘附在所述上导热板、下导热板上的导热垫均为绝缘材质。
7.根据权利要求6所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：
其中，所述上导热板、所述下导热板均为金属板，
所述上导热板、所述下导热板之间的间隙为0.5-1.5cm。
8.根据权利要求2所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：其中，所述下导热板的底面刻有条形槽，用于加强风冷的效果。
9.根据权利要求1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：其中，所述上导热板、下导热板均为铝合金材质。
10.根据权利要求1所述的热电制冷器冷却板，其特征在于：其中，所述金属导体板为红铜材质。
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