CN214378606U - 一种高功率密度的散热结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高功率密度的散热结构，包括连接于每节电池两端，形成放电回路的多个串联二极管，所述二极管焊接于印刷电路板上，所述印刷电路板与导热构件相接触。本实用新型使用二极管作为主发热器件，功率密度提升了2‑3倍，功率要求相同时，缩小了均衡模块体积，节省材料成本和空间成本，减轻了重量；具有更好的散热效果，能够更快地将放电回路的热量进行转移和消耗，有效降低了因散热不足引起的潜在危险。

Description

一种高功率密度的散热结构

技术领域

本实用新型涉及电池充电管理技术领域，尤其涉及是一种高功率密度的散热结构。

背景技术

新能源电动汽车是现代汽车行业发展的主要方向之一，而其电池组充电及寿命问题，一直是阻碍新能源电动汽车发展的因素之一。随着充电次数的增加，电池组中的每节电池会因充电时产生的电流不均衡导致性能降低，甚至使用寿命减少。随之出现的均衡放电模块能够一定程度上减少因充电不均衡导致的电池组性能降低的问题。

现有技术中，大多数均衡电路均使用电阻实现电能的消耗，进而达到电池组在充电过程中是电流均衡。然而，电阻产生的热量无法较快地从电阻自身传导出去，为提高散热效率，需要增加电阻功率，而电阻功率太大又容易导致电阻过热烧毁。因此，在保证热安全的情况下，整个均衡模块的功率密度无法做大。若采用一些自身带散热片的电阻，散热效果好，但个头太大，不适用于小型产品，而且由于封装原因，装配效率低，不利于大批量生产。

实用新型内容

针对现有技术中存在的电池组均衡电路散热问题，本实用新型提出的一种高功率密度的散热结构，能够提高均衡电路的散热效率，满足新能源汽车充电时的安全需求。

一种高功率密度的散热结构，包括连接于每节电池两端，形成放电回路的多个串联二极管，所述二极管焊接于印刷电路板上，所述印刷电路板与导热构件相接触。

进一步的，所述印刷电路板采用玻璃纤维基板，所述玻璃纤维基板与导热构件之间设有绝缘导热层；所述玻璃纤维基板对应二极管焊盘处设有导热过孔，与所述绝缘导热层接触面设有用于导热的金属皮。

进一步的，所述印刷电路板采用金属基板，二极管焊盘与金属基板之间设有绝缘导热层。

进一步的，所述金属基板通过Z型金属片与导热构件固定连接，或通过螺栓固定在导热构件上。

进一步的，所述导热构件为电池组金属外壳，所述金属基板为铝基板。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果是：1、使用二极管作为主发热器件，功率密度提升了2-3倍，功率要求相同时，缩小了均衡模块体积，节省材料成本和空间成本，减轻了重量；2、具有更好的散热效果，能够更快地将放电回路的热量进行转移和消耗，有效降低了因散热不足引起的潜在危险。

附图说明

图1为一种电池组均衡模块的发热电路原理图；

图2为实施例1所示高功率密度的散热结构示意图；

图3为实施例2所示高功率密度的散热结构示意图；

图4为实施例3所示高功率密度的散热结构示意图；

图5为实施例4所示高功率密度的散热结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例1

本实施例在电池组均衡模块中，使用二极管替换电阻作为主要发热器件，大大了提升均衡模块的散热效率。

本实施例公开的一种高功率密度的散热结构，包括连接于每节电池两端，形成放电回路的多个串联二极管，所述二极管1焊接于印刷电路板2上，所述印刷电路板2与导热构件3相接触。

放电电路包括依次串联的温度保险丝FT1、限流电阻R10、二极管D2-D5和信号开关SW1，其中二极管为主要发热器件，二极管数量根据实际使用需求进行调整。整个放电回路连接于每节电池的正负极之间，当需要放电时，信号开关受控闭合，二极管在电流作用下开始发热，温度保险丝主要防止系统温度失控，在温度进入危险范围前，保险丝熔断，

断开放电回路，从而使得避免充电时发生危险。二极管除了自身辐射散热，还可以将热量传导出去，从而实现更好的散热效果。

二极管选用贴片二极管，可以达到贴片自动化，贴片效率高，适合批量生产。电路基板优选铝基，铝具有良好的导电性和价格优势。

为了更好地将二极管1产生的热量传导出去，本申请将放电回路所在印刷电路板2与导热构件3相接触，参照图2所示。导热构件可以为外部金属机壳或单独为导热设计的钣金件。

实施例2

玻璃纤维基板是目前最为常见的印刷电路板基板，但其导热效果欠佳。为了提升其导热效果，所述玻璃纤维基板21与导热构件3之间设有第一绝缘导热层4；所述玻璃纤维基板对应二极管焊盘处设有导热过孔22，与所述绝缘导热层接触面设有用于导热的金属皮5，参照图3。这样使得二极管大部分热量通过导热过孔传导至金属皮(例如铜皮)上，再通过绝缘导热层将热量传导至导热构件上，提升了散热效果。

实施例3

针对玻璃纤维基板导热效果欠佳的问题，本实施例使用金属基板23代替玻璃纤维基板，以提升基板的导热效果。参照图4所示，所述印刷电路板采用金属基板，金属基板焊盘24与金属基板之间设有第二绝缘导热层25；所述金属基板通过Z型金属片6与导热构件3固定连接，其中，印刷电路板2根据电路设计直接定制好，包括金属基板23、金属基板焊盘24和第二绝缘导热层25。

所述Z型金属片6一端部分固定连接到印刷电路板2，另一端通过固定连接到导热构件3上。金属片固定连接到电路板上，优选焊锡焊接；金属片固定连接到导热构件上，优选激光焊接、压接或铆接。

通过金属片将电路板与导热构件固定到一起，具有导热和导电的双重作用，提高了电路板散热效率并且防止了电路板可能漏电造成的隐患。

实施例4

区别于实施例3，本实施例提供了另外一种金属基板与导热构件的固定连接方式，所述金属基板通过螺栓7固定在导热构件3上。发热电路工作时，二极管本体11产生的热量一小部分通过自身散热，大部分热量通过二极管引脚12导入到金属基板焊盘24，再将热量导入到金属基板23，金属基板最后将热量导热到导热构件3。直接使用螺栓7把电路板固定到导热构件上，具有导热和导电的双重作用，提高了电路板散热效率并且防止了电路板可能漏电造成的隐患。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。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。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种高功率密度的散热结构，其特征在于，包括连接于每节电池两端，形成放电回路的多个串联二极管，所述二极管(1)焊接于印刷电路板(2)上，所述印刷电路板(2)与导热构件(3)相接触。

2.根据权利要求1所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述印刷电路板采用玻璃纤维基板(21)，所述玻璃纤维基板与导热构件(3)之间设有第一绝缘导热层(4)；所述玻璃纤维基板对应二极管焊盘处设有导热过孔(22)，与所述绝缘导热层接触面设有用于导热的金属皮(5)。

3.根据权利要求1所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述印刷电路板采用金属基板(23)，二极管焊盘(24)与金属基板(23)之间设有第二绝缘导热层(25)。

4.根据权利要求3所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述金属基板通过Z型金属片(6)与导热构件(3)固定连接。

5.根据权利要求3所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述金属基板通过螺栓(7)固定在导热构件(3)上。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述导热构件(3)为电池组金属外壳。

7.根据权利要求3所述的高功率密度的散热结构，其特征在于，所述金属基板(23)为铝基板。

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