CN220895641U - 一种基于pcm相变材料的半导体制冷片散热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池模组散热领域，具体是一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，电池模组的至少其中一侧布置有基板，基板与电池模组的侧面围合形成用于填充PCM相变材料的导冷腔，基板上安装有半导体制冷片，且半导体制冷片的制冷面与基板抵接从而与导冷腔内的PCM相变材料换热，半导体制冷片的制热面布置有散热组件；本实用新型大幅降低了冷却系统的空间占用率，且冷却效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池模组散热领域，具体是一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统。
背景技术
电池模组是由电池单体采用串联、并联或串并联连接方式，且只有一对正负极输出端子的电池组合体；在电池模组进行充放电的过程中均会产生热量，所以电池模组均会配置散热装置。如专利号“CN219435983U”所述，目前的电池模组为了达到良好的散热效果，在电芯之间设置与电芯侧壁贴合且串联连接的散热板，使冷却液流经每个散热板并形成循环，从而使电芯散热；这种散热方式需要冷却液循环持续流动，整个循环冷却系统占用空间大，且长时间工作后冷却液的冷却效率会降低，因此亟待解决。
发明内容
为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统。本实用新型大幅降低了冷却系统的空间占用率，且冷却效率高。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，电池模组的至少其中一侧布置有基板，基板与电池模组的侧面围合形成用于填充PCM相变材料的导冷腔，基板上安装有半导体制冷片，且半导体制冷片的制冷面与基板抵接从而与导冷腔内的PCM相变材料换热，半导体制冷片的制热面布置有散热组件。
作为本实用新型进一步的方案：所述半导体制冷片与PCM相变材料之间还布置有热管以加强换热效果，热管的热管蒸发端延伸至PCM相变材料内，热管的热管冷凝端与半导体制冷片的制冷面抵接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述热管为U型管，U型管的两端分别为热管蒸发端以及热管冷凝端，U型管的管体与基板平行布置，基板上开设有定位孔供热管穿过。
作为本实用新型再进一步的方案：电池模组的至少其中一侧自内向外依次布置有基板以及盖板，盖板与基板围合形成开口的散热腔，所述散热组件为自散热腔的开口置入散热腔内的换热翅片，换热翅片与基板垂直布置，且换热翅片的端面与半导体制冷片的制热面抵接，且换热翅片的两端延伸至散热腔外。
作为本实用新型再进一步的方案：所述盖板上沿铅垂方向开设有导向槽供换热翅片插接固定。
作为本实用新型再进一步的方案：所述换热翅片为波纹型翅片，换热翅片的两端延伸至散热腔外。
作为本实用新型再进一步的方案：相邻换热翅片之间形成流道以供空气流通。
作为本实用新型再进一步的方案：相邻换热翅片之间填充PCM相变材料以吸收半导体制冷片制热面产生的热量。
作为本实用新型再进一步的方案：所述电池模组呈矩形，其内部布置阵列布置电池单体；电池模组的四个侧面均布置有基板，且半导体制冷片在各基板上均呈点阵式布置。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过在电池模组的侧面布置基板从而围合形成填充PCM相变材料的导冷腔，在基板板面安装半导体制冷片并使半导体制冷片的制冷面与基板抵接后，即可通过PCM相变材料与半导体制冷片的制冷面换热，PCM相变材料放热后温度迅速降低并与电池模组换热，实现对电池模组的快速降温，大幅降低了冷却系统的空间占用率，且冷却效率高。
2、本实用新型在半导体制冷片以及PCM相变材料之间布置热管加快换热速度，热管的U型布置可大幅提高换热面积，且热管通过基板上的定位孔定位后，其U型设计可形成限位以避免热管沿定位孔长度方向发生大幅度滑动。
3、本实用新型通过在基板上加设盖板可形成与导冷腔相邻的散热腔，通过在散热腔内安装换热翅片，可对半导体制冷面的制热面迅速换热，通过换热翅片将半导体制冷面的热量迅速发散至外界空气中，起到换热作用的同时，盖板还可作为电池模组的外壳对电池模组进行加固；换热翅片固定后其两端延伸至盖体外，使换热翅片的端部直接与外部空气换热，提高了换热效率。
4、本实用新型换热翅片固定后在换热的同时可起到加强肋的效果，进一步提高了电池模组的刚度；换热翅片通过导向槽与盖体插接固定，拆装方便且固定牢靠，其翅片的波纹型设计大幅提高了换热面积，相邻换热翅片之间可通过空气换热或通过填充PCM相变材料换热，针对不同工况存在多种选择。
5、本实用新型在电池模组的各侧壁均布置有散热结构，散热均匀的同时可通过散热结构对电池模组的形成外置型防护。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型中热管与半导体制冷片的配合图。
图中：
1、电池模组；2、基板；3、半导体制冷片；4、盖板；
5、换热翅片；6、电池单体；7、热管；8、热管蒸发端；9、热管冷凝端。
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1～2，本实用新型实施例中，一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，包括呈矩形的电池模组1，电池模组1内矩形阵列式布置有电池单体6，电池模组1优选在四个侧面均布置有基板2，基板2呈方形盖状，与电池模组1的侧面围合形成密封的导冷腔。
导冷腔内填充有PCM相变材料，基板2上点阵式布置有半导体制冷片3，半导体制冷片3的制冷面贴合在基板2远离电池模组1一侧的板面上。基板2上开设有定位孔供U型的热管7穿过，热管7的两端关于基板2对称布置，热管7的其中一端为热管蒸发端8，热管7的另一端为热管冷凝端9，因热管的工作原理为现有技术，因此不再赘述。
热管蒸发端8延伸至导冷腔内并与PCM相变材料接触，热管冷凝端9的管身则被夹持在基板2与半导体制冷片3的制冷面之间。任意一半导体制冷片3的制冷面可同时与多组平行布置的热管7的热管蒸发端8贴合，以提高换热效率。
基板2远离的电池模组1的板面被盖板4盖合，盖板4与基板2围合形成散热腔。盖板4上下开口以供换热翅片5沿铅垂方向插入散热腔内，盖板4上优选沿铅垂方向开设导向槽供换热翅片5插入固定。换热翅片5布置有多组，且彼此平行布置，各换热翅片5均与基板2板面垂直布置。换热翅片5的端面优选与半导体制冷片3的制热面抵接，为提高换热翅片5与半导体制冷片3的接触面积，换热翅片5的端面可沿半导体制冷片3的制热面方向延伸形成导热面，以提高导热面积，换热翅片5的两端延伸至散热腔外。
相邻换热翅片5与基板2、盖板4围合形成沿铅垂方向布置的流道，流道可供空气流通从而与换热翅片5换热，流道内还可填充PCM相变材料从而将吸收的热量传递给换热翅片5并散出。为提高换热翅片5的换热效果，换热翅片5布置为波纹型翅片，通过波纹型提高散热面积。
以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。
本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
Claims (9)
1.一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，电池模组(1)的至少其中一侧布置有基板(2)，基板(2)与电池模组(1)的侧面围合形成用于填充PCM相变材料的导冷腔，基板(2)上安装有半导体制冷片(3)，且半导体制冷片(3)的制冷面与基板(2)抵接从而与导冷腔内的PCM相变材料换热，半导体制冷片(3)的制热面布置有散热组件。
2.根据权利要求1所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，所述半导体制冷片(3)与PCM相变材料之间还布置有热管(7)以加强换热效果，热管(7)的热管蒸发端(8)延伸至PCM相变材料内，热管(7)的热管冷凝端(9)与半导体制冷片(3)的制冷面抵接。
3.根据权利要求2所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，所述热管(7)为U型管，U型管的两端分别为热管蒸发端(8)以及热管冷凝端(9)，U型管的管体与基板(2)平行布置，基板(2)上开设有定位孔供热管(7)穿过。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，电池模组(1)的至少其中一侧自内向外依次布置有基板(2)以及盖板(4)，盖板(4)与基板(2)围合形成开口的散热腔，所述散热组件为自散热腔的开口置入散热腔内的换热翅片(5)，换热翅片(5)与基板(2)垂直布置，且换热翅片(5)的端面与半导体制冷片(3)的制热面抵接，且换热翅片(5)的两端延伸至散热腔外。
5.根据权利要求4所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，所述盖板(4)上沿铅垂方向开设有导向槽供换热翅片(5)插接固定。
6.根据权利要求4所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，所述换热翅片(5)为波纹型翅片，换热翅片(5)的两端延伸至散热腔外。
7.根据权利要求4所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，相邻换热翅片(5)之间形成流道以供空气流通。
8.根据权利要求4所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，相邻换热翅片(5)之间填充PCM相变材料以吸收半导体制冷片(3)制热面产生的热量。
9.根据权利要求1～3中任意一项所述的一种基于PCM相变材料的半导体制冷片散热系统，其特征在于，所述电池模组(1)呈矩形，其内部布置阵列布置电池单体(6)；电池模组(1)的四个侧面均布置有基板(2)，且半导体制冷片(3)在各基板(2)上均呈点阵式布置。
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