CN218920011U - 一种充放电电源和化成分容设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种充放电电源和化成分容设备，该充放电电源包括：线路板，其正面目标区域设置有多个第一元件；第一液冷排，位于第一元件远离线路板的一端，且与线路板连接；第二液冷排，位于目标区域的至少一侧，且与线路板连接。可见，本实用新型提供了能够应用于电池化成分容工序的充放电电源和化成分容设备，其通过液冷排对电源线路板中的至少部分元件进行集中散热，能够有效提高电源散热性能，避免电源过热损坏，有利于延长电源使用寿命。而且，由于第一液冷排位于第一元件远离线路板的一端，因此可以将第一液冷排的体积设计得足够大，甚至完全覆盖线路板上的所有发热元件并与其接触，从而实现快速散热。

Description

一种充放电电源和化成分容设备

技术领域

本实用新型涉及电源散热技术领域，特别涉及一种充放电电源，以及一种设置有该充放电电源的化成分容设备。

背景技术

锂电池在装配完成时是没有电的，必须充电激活。首次充电被称为‘化成’，用于激活电池体内的活性材料。此外，对电池进行充电放电，通过检测电池充满时的放电容量，来确定电池容量，并以此对电池进行筛选或分级的过程，被称为‘分容’。

一般情况下，通过化成分容设备来对电池进行化成分容。化成分容设备中一般设置有充放电电源，该充放电电源的线路板具有体积大、元器件多、功率大大、产热量大的特点。

现有技术中，该充放电电源的散热方式均采用风冷散热。但实际生产过程中，依然存在部分元器件集中发热严重、风冷散热方式效果不明显，从而造成充放电电源因过热而损坏、使用寿命短的问题。

因此，如何提高充放电电源的散热效果，避免电源过热损坏，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种能够应用于电池化成分容工序的充放电电源和化成分容设备，其通过液冷排对电源线路板中的至少部分元件进行集中散热，能够有效提高电源散热性能，避免电源过热损坏，有利于延长电源使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种充放电电源，应用于电池化成分容工序，该充放电电源包括：

线路板，其正面目标区域设置有多个第一元件；

第一液冷排，位于所述第一元件远离所述线路板的一端，且与所述线路板连接；

第二液冷排，位于所述目标区域的至少一侧，且与所述线路板连接。

在一种可能的实施方式中，所述线路板的正面还设置有第二元件，所述第二元件和所述第一元件分别位于所述第二液冷排的两侧。

在一种可能的实施方式中，所述第一元件包括电容；

所述第二元件包括MOS管散热器，所述MOS管散热器与所述第二液冷排的外壁连接。

在一种可能的实施方式中，所述线路板的正面还设置有第三元件；

所述第一液冷排朝向所述线路板的一侧设置有导热套筒，所述导热套筒套设在所述第三元件外。

在一种可能的实施方式中，所述第三元件包括电感。

在一种可能的实施方式中，所述第一液冷排包括：

连接部，用于安装所述第二液冷排；

第一散热部，与所述第一元件远离所述线路板的端部接触；

第二散热部，与所述第三元件远离所述线路板的端部接触。

在一种可能的实施方式中，所述连接部内设置有第一通道；

所述第二散热部内设置有第二通道；

所述第二液冷排内设置有第三通道；

所述第三通道、所述第一通道、所述第二通道依次连接，以构成用于输送冷却介质的冷却回路。

在一种可能的实施方式中，所述连接部与所述第一散热部的相接处设置有第一阶梯面，所述第一阶梯面与所述第二液冷排的第一侧面接触，能够对所述第二液冷排进行侧向定位；

和/或，所述连接部和所述第二散热部的相接处设置有第二阶梯面，所述第二阶梯面与所述第二液冷排的第二侧面接触，能够对所述第二液冷排进行侧向定位。

一种化成分容设备，包括有柜体框架和针床，以及上文中所述的充放电电源，所述充放电电源和所述针床均位于所述柜体框架内。

在一种可能的实施方式中，还包括外循环系统，所述外循环系统包括：

储液装置，用于储存所述冷却介质；

隔膜泵，用于为所述冷却介质提供循环动力；

供液管路，所述储液装置、所述隔膜泵、所述冷却回路的进液口之间，以及所述冷却回路的出液口和所述储液装置之间，均通过所述供液管路连接，以构成循环回路；

控制阀，用于控制所述循环回路启闭，和/或，用于控制所述循环回路中的所述冷却介质的流量大小。

本实用新型提供的充放电电源和化成分容设备中，采用液冷装置取代传统风冷，能够通过流动的液态冷却介质对电源中的线路板进行散热。而且，该充放电电源中，针对发热严重的目标区域，在不同方位分别设置有第一液冷排和第二液冷排，从而能够对该区域中发热严重的第一元件进行较为集中、高效、直接的散热降温，通过散热效果更好的液冷介质能够高效带走大量的热，从而达到快速降温、高效控温、避免元器件过热受损的目的，有利于保证充放电电源的正常运行，延长充放电电源的使用寿命。

而且，由于第一液冷排位于第一元件远离线路板的一端，因此第一液冷排的体积基本不受线路板元件的限制，可以将第一液冷排的体积设计得足够大，甚至完全覆盖线路板上的所有发热元件，并与其接触，从而实现快速散热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本实用新型提供的充放电电源中的液冷排和元器件之间的安装结构示意图；

图2为本实用新型提供的液冷排的结构示意图；

图3为图1中的液冷排所在截面的剖视图；

图4为本实用新型提供的外循环系统的结构示意图。

其中：

1-线路板，2-第一元件，3-第二液冷排，4-管路接头，

5-第二元件，6-第三元件，7-导热套筒，

8-第一液冷排，9-继电器，10-堵头，

11-支撑杆，12-密封圈，13-导热硅脂，

14-储液装置，15-隔膜泵，16-控制阀，17-供液管路。

具体实施方式

本实用新型公开了一种能够应用于电池化成分容工序的充放电电源和化成分容设备，其通过液冷排对电源线路板中的至少部分元件进行集中散热，能够有效提高电源散热性能，避免电源过热损坏，有利于延长电源使用寿命。

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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

请参阅图1至图4，本实用新型实施例提供的充放电电源，能够应用于电池化成分容工序。该充放电电源包括线路板1、第一液冷排8、第二液冷排3。其中：

线路板1的正面目标区域设置有多个第一元件2；

第一液冷排8位于第一元件2远离线路板1的一端，且与线路板1连接；即，第一液冷排8位于线路板1的正面且与其连接，第一元件2位于线路板1和第一液冷排8之间，从而通过第一液冷排8能够在第二元件2的端部对其进行快速降温；

第二液冷排3位于目标区域的至少一侧，且与线路板1连接。即，第二液冷排3与第一元件2并排布置于线路板1的正面，从而通过第二液冷排3能够在第二元件2的侧面对其进行快速降温。

具体实施时，上述液冷排中的冷却介质可以是水或其他类型的具有冷却效果的冷却液。本实用新型对于冷却介质的具体成分不作限定。

可见，本实用新型针对化成分容工序中的充放电电源，设计了一种液冷装置，取代传统风冷，从而得到一种能够通过流动的液态冷却介质对电源中的线路板1进行散热的充放电电源和化成分容设备。而且，针对发热严重的目标区域，在不同方位分别设置有第一液冷排8和第二液冷排3，从而能够对该区域中发热严重的第一元件进行较为集中、高效、直接的散热降温，通过散热效果更好的液冷介质能够高效带走大量的热，从而达到快速降温、高效控温、避免元器件过热受损的目的，有利于保证充放电电源的正常运行，延长充放电电源的使用寿命。

在此需要强调的是，本实用新型提供的充放电电源中，由于第一液冷排8位于第一元件2远离线路板1的一端，因此第一液冷排8的体积基本不受线路板元件的限制，可以将第一液冷排的体积设计得足够大，甚至完全覆盖线路板上的所有发热元件，并与其接触，从而实现快速散热。

进一步地，请参见图1，线路板1的正面还设置有第二元件5，第二元件5和第一元件2分别位于第二液冷排3的两侧。并且，第二元件5与第二液冷排3的外壁连接。此时，通过液冷排不仅可以对线路板1中集中设置有产热量大的第一元件2的目标区域进行高效散热，而且还可以针对性的对其他体积小但发热量大的电子元器件(即第二元件5)进行高效散热，能够充分利用液冷排的有效吸热面积，避免元器件过热受损。

具体地，请参见图1，第一元件2可以是集中设置的多个电容(例如电解电容)；第二元件5可以是并排布置的多个MOS管散热器，各MOS管散热器与第二液冷排3的外壁连接。其中，MOS是MOSFET的缩写，MOSFET即金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)。

进一步地，线路板1的正面还设置有第三元件6，例如电感。对应地，第一液冷排8朝向线路板1的一侧连接设置有导热套筒7，导热套筒7套设在第三元件6外，从而有利于将第三元件6的热量通过导热套通7直接传递到第一液冷排8，有利于实现对第三元件6的高效散热。

具体地，导热套筒7可以通过涂覆导热硅脂的方式固定安装在第一液冷排8的外侧壁。第三元件6套设在导热套筒7内，可与导热套筒7直接接触，或通过涂覆导热硅脂提高导热效率。或者，在其他具体实施例中，第三元件6、导热套筒7、第一液冷排8之间也可采用其他方式进行组装，只要保证三者之间的有效导热即可。

具体实施时，请参见图1至图3，第一液冷排8包括连接部81、第一散热部82、第二散热部83，其中：连接部81用于安装第二液冷排3；第一散热部82与第一元件2远离线路板1的端部接触；第二散热部83与第三元件6远离线路板1的端部接触。

具体实施时，第一液冷排8和线路板1之间可以通过支撑进行连接。例如请参见图1和图3，线路板1在靠近四个直角的地方分别设置有支撑杆11，各支撑杆11的两端分别与第一液冷排8、线路板1连接。

进一步地，该线路板1上还设置有继电器9。其中，继电器9和电感(即第三元件6)均通过第一液冷排8的第二散热部83进行散热。

优选实施例中，对于集中发热严重的电气元器件，可以直接与液冷排通过导热硅脂(或称导热硅胶)接触，使热量迅速从电子元器件传导至液冷排，最后传导至冷却介质，从而达到散热的目的。例如，请参见图3，电容(即第一元件2)和第一液冷排8之间、继电器9和第一液冷排8之间分别涂覆有导热硅脂13，以利于提高该位置的热传导效率。此外，第二液冷排3和线路板1之间也可涂覆导热硅脂13，以利于对线路板1的板面进行散热。其中，导热硅脂有良好的导热性能，可以把电子元器件产生的大多数热量传递到第一液冷排8上，第一液冷排8通过内部流道中的冷却介质将热量带出，最终实现通过冷却介质对线路板1及其电子元件进行散热降温的目的。

此外，第二液冷排3的外壁和第二元件5(例如MOS管散热器)之间可以设置有导热片，例如氮化铝陶瓷导热片，以利于该位置的热传导。

具体地，电容(即第一元件2)可以是电解电容，线路板1具体为PCB板(即印刷线路板)。但是并不局限于此，在其他实施例中，线路板1、第一元件2、第二元件5、第三元件6的具体类型及其与液冷排之间的连接方式可以采用其他具体方案，本实用新型对此不作具体限定。

具体实施时，第一液冷排8用于安装第二液冷排3的连接部81内设置有第一通道；第一液冷排8的第二散热部83内设置有第二通道(优选并排设置有多个，且首尾依次相接)；第二液冷排3内设置有第三通道(优选并排设置有多个，且首尾依次相接)。并且，上述第三通道、第一通道、第二通道依次连接，以构成用于输送冷却介质的冷却回路。

可见，第一液冷排8的内部和第二液冷排3的内部分别设置有用于输送冷却介质的通道，各通道连通则构成供冷却介质循环流动的冷却回路。其冷却介质走向可参见图2中的粗线箭头。但是并不局限于此，在他具体实施例中，冷却介质的流通方向也可以是由第一液冷排8流向第二也液冷排3，继而再通过管路接头4(例如宝塔接头)和外循环系统连接。

具体实施时，如图3中所示，第二液冷排3中的第三通道和第一液冷排8中的第一通道之间通过密封圈12进行密封串联。

优选实施例中，目标区域的两侧分别设置有第二液冷排3。其中一侧第二液冷排3设置有进液口，另一侧的第二液冷排3设置有出液口。工作过程中，该进液口和出液口分别连接外循环系统(可参见图4)的出液端和进液端。

具体地，为了方便连接外部循环系统，如图1和图2中所示，该进液口和出液口分别设置有管路接头4，例如宝塔接头。

优选实施例中，请参见图1和图2，第一液冷排8的连接部81与第一散热部82的相接处设置有第一阶梯面，第一阶梯面与第二液冷排3的第一侧面接触，能够在第一液冷排8的宽度方向上对第二液冷排3进行侧向定位；和/或，第一液冷排8的连接部81和第二散热部83的相接处设置有第二阶梯面，第二阶梯面与第二液冷排3的第二侧面接触，能够在第一液冷排8的长度方向上对第二液冷排3进行侧向定位。从而，在将第二液冷排3安装到第一液冷排8上时，通过该阶梯面即可将第二液冷排3准确定位到合适位置，方便第二液冷排3和第一液冷排8之间的通道端口准确对位。

综上，本实用新型还提供了一种化成分容设备，该设备包括有柜体框架和针床，以及如上文中所述的充放电电源，该充放电电源和针床均位于柜体框架内。

具体实施时，如图4所示，还包括有外循环系统，该外循环系统包括储液装置14、隔膜泵15、供液管路17、控制阀16，其中：储液装置14用于储存冷却介质；隔膜泵15用于为冷却介质提供循环动力；供液管路17、储液装置14、隔膜泵15、冷却回路的进液口之间，以及冷却回路的出液口和储液装置14之间，均通过供液管路17连接，以构成循环回路；控制阀16用于控制循环回路启闭，和/或，用于控制循环回路中的冷却介质的流量大小。

可见，该化成分容设备中的充放电电源的冷却系统是循环系统，其冷却介质可以循环利用，从而可以很好的降低成本，提高能源利用率。

具体实施时，可以通过厂房提供的循环冷却水给充放电电源提供冷却源。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种充放电电源，应用于电池化成分容工序，其特征在于，包括：

线路板(1)，其正面目标区域设置有多个第一元件(2)；

第一液冷排(8)，位于所述第一元件(2)远离所述线路板(1)的一端，且与所述线路板(1)连接；

第二液冷排(3)，位于所述目标区域的至少一侧，且与所述线路板(1)连接。

2.根据权利要求1所述的充放电电源，其特征在于，所述线路板(1)的正面还设置有第二元件(5)，所述第二元件(5)和所述第一元件(2)分别位于所述第二液冷排(3)的两侧。

3.根据权利要求2所述的充放电电源，其特征在于，所述第一元件(2)包括电容；

所述第二元件(5)包括MOS管散热器，所述MOS管散热器与所述第二液冷排(3)的外壁连接。

4.根据权利要求1所述的充放电电源，其特征在于，所述线路板(1)的正面还设置有第三元件(6)；

所述第一液冷排(8)朝向所述线路板(1)的一侧设置有导热套筒(7)，所述导热套筒(7)套设在所述第三元件(6)外。

5.根据权利要求4所述的充放电电源，其特征在于，所述第三元件(6)包括电感。

6.根据权利要求4所述的充放电电源，其特征在于，所述第一液冷排(8)包括：

连接部(81)，用于安装所述第二液冷排(3)；

第一散热部(82)，与所述第一元件(2)远离所述线路板(1)的端部接触；

第二散热部(83)，与所述第三元件(6)远离所述线路板(1)的端部接触。

7.根据权利要求6所述的充放电电源，其特征在于，所述连接部(81)内设置有第一通道；

所述第二散热部(83)内设置有第二通道；

所述第二液冷排(3)内设置有第三通道；

所述第三通道、所述第一通道、所述第二通道依次连接，以构成用于输送冷却介质的冷却回路。

8.根据权利要求7所述的充放电电源，其特征在于，所述连接部(81)与所述第一散热部(82)的相接处设置有第一阶梯面，所述第一阶梯面与所述第二液冷排(3)的第一侧面接触，能够对所述第二液冷排(3)进行侧向定位；

和/或，所述连接部(81)和所述第二散热部(83)的相接处设置有第二阶梯面，所述第二阶梯面与所述第二液冷排(3)的第二侧面接触，能够对所述第二液冷排(3)进行侧向定位。

9.一种化成分容设备，其特征在于，包括有柜体框架和针床，以及如权利要求1至8任一项所述的充放电电源，所述充放电电源和所述针床均位于所述柜体框架内。

10.根据权利要求9所述的化成分容设备，其特征在于，还包括外循环系统，所述外循环系统包括：

储液装置(14)，用于储存冷却介质；

隔膜泵(15)，用于为所述冷却介质提供循环动力；

供液管路(17)，所述储液装置(14)、所述隔膜泵(15)、冷却回路的进液口之间，以及所述冷却回路的出液口和所述储液装置(14)之间，均通过所述供液管路(17)连接，以构成循环回路；

控制阀(16)，用于控制所述循环回路启闭，和/或，用于控制所述循环回路中的所述冷却介质的流量大小。

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