CN221041287U - 一种换热组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种换热组件，主要解决现有电池温控系统中导热件与温控管进行热交换时，热交换效率低、电池温控效果较差的问题。该换热组件包括绝缘换热板、第一传热件和第二传热件，第一传热件为导电件；第一传热件和第二传热件均为多个；绝缘换热板相对的两个端面上分别设有多个第一凹槽和第二凹槽，第一传热件嵌入至绝缘换热板的第一凹槽中，第二传热件嵌入至绝缘换热板的第二凹槽中，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为四边形，绝缘换热板实现第一传热件和第二传热件之间的热交换。

Description

一种换热组件

技术领域

本实用新型属于电池温控领域，具体涉及一种换热组件。

背景技术

锂离子电池的应用十分广泛，可以被应用于储能、动力电池等多个领域。近年来随着锂离子电池的进一步发展，锂离子电池的安全使用也受到关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在充放电过程中会产生较大的热量，而且热量会逐渐增加，若产生的热量无法有效释放，该热量将会累积于电池中，造成电池温度不均匀，从而降低电池使用寿命，严重时引发电池的安全事故。

现有主要采用半导体装置、风扇、散热翅片等方式对电池进行散热，上述几种方式均是对电池本体的热量进行处理。经研究发现，在电池充放电过程中，极柱位置处的温度是电池温度的最高处，若对电池极柱处的热量进行处理，能够有效对电池进行散热，进而能够实现电池的有效温控。

目前可采用以下方式对电池极柱处的热量进行处理，在电池极柱上增设导热件，导热件对电池极柱上的热量进行传导，随后采用热处理装置对导热件传导的热量进行处理。上述导热件一般为金属件，其与电池极柱接触时是带电体，该带电体与热处理装置的温控管进行热交换时，需通过绝缘件实现二者的热交换。但是，导热件与温控管通过绝缘件进行热量交换时，热交换效率较低，导致电池的温控效果较差。因此，如何提升导热件与热处理装置的温控管之间的热交换效率，以提升电池的温控效果是亟需解决的问题。

实用新型内容

为解决现有电池温控系统中导热件与温控管进行热交换时，热交换效率低、电池温控效果较差的问题，本实用新型提供一种换热组件。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供一种换热组件，该换热组件包括绝缘换热板、第一传热件和第二传热件，所述第一传热件为导电件；所述第一传热件和第二传热件均为多个；所述绝缘换热板相对的两个端面上分别设有多个第一凹槽和第二凹槽，所述第一传热件嵌入至绝缘换热板的第一凹槽中，所述第二传热件嵌入至绝缘换热板的第二凹槽中，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为四边形，绝缘换热板实现第一传热件和第二传热件之间的热交换。

进一步地，多个第二传热件在绝缘换热板上的投影完全覆盖第一传热件在绝缘换热板上的投影，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为等腰梯形。

进一步地，所述第一凹槽为两个，所述第二凹槽为三个，两个第一传热件分别安装至第一凹槽内，两个第二传热件分别安装至两侧的第二凹槽内，中间的第二凹槽为风冷通道。

进一步地，所述第一凹槽为两个，所述第二凹槽为三个，两个第一传热件分别安装至第一凹槽内，三个第二传热件分别安装至三个第二凹槽内。

进一步地，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H≤(R1+R2)。

进一步地，所述第一传热件、第二传热件在绝缘换热板上的投影相互交错，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为平行四边形。

进一步地，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H≤(R1+R2)。

进一步地，多个第二传热件在绝缘换热板上的投影完全覆盖第一传热件在绝缘换热板上的投影，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为矩形。

进一步地，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H＞1.2(R1+R2)。

进一步地，所述第一传热件为热管，所述第二传热件为温控管，所述绝缘换热板为导热陶瓷板。

进一步地，所述绝缘换热板的两侧还设置第一压板和第二压板，所述第一压板上设有与第一凹槽位置相对应的第三凹槽，所述第一传热件嵌入至第一凹槽和第三凹槽形成的腔体内，所述第二压板上设有与第二凹槽位置相对应的第四凹槽，所述第二传热件嵌入至第二凹槽和第四凹槽形成的腔体内。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

1.本实用新型换热组件中，在绝缘换热板相对的两个端面上分别设有第一凹槽和第二凹槽，第一传热件和第二传热件分别嵌入安装在绝缘换热板的第一凹槽和第二凹槽中，该种结构不仅能够将第一传热件和第二传热件与绝缘换热板紧密接触，同时也增大了第一传热件、第二传热件与绝缘换热板的换热面积，提升了第一传热件、第二传热件之间的热交换效率，进而提升了电池的温控效果。

2.本实用新型换热组件中，将第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线设置为等腰梯形，该种排布方式使得第一传热件和第二传热件在绝缘换热板上的热交换区域较大，进一步提升了第一传热件和第二传热件的热交换效率。

3.本实用新型换热组件中，第二凹槽为三个，三个第二凹槽中均可安装第二传热件，提升了热交换的效率；或者，三个第二凹槽中，两个第二传热件分别安装至两侧的第二凹槽内，中间的第二凹槽形成风冷通道，提升了散热效果。

4.本实用新型换热组件中，绝缘换热板的厚度小于第一凹槽和第二凹槽的半径之和，该种设置在保证可靠安装的前提下，还能够使得绝缘换热板的厚度尽量薄，减少了换热组件的制作成本。

5.本实用新型换热组件中，第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为平行四边形，此时，第一传热件、第二传热件为错开安装，该种错开安装可以使得绝缘换热板的厚度尽量减薄，减少了换热组件的制作成本。

6.本实用新型换热组件中，第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为矩形，该种设置使得第一传热件、第二传热件之间的传热距离最短，提升了第一传热件、第二传热件的热交换效率。

7.本实用新型换热组件中，可在绝缘换热板的两侧增加第一压板和第二压板，第一压板和第二压板上设有第三凹槽和第四凹槽，第一传热件嵌入至第一凹槽和第三凹槽形成的腔体内，第一传热件嵌入至第二凹槽和第四凹槽形成的腔体内，该种结构不仅实现了第一传热件、第二传热件与绝缘换热板的紧密接触，同时该种安装方式还能够实现第一传热件和第二传热件在绝缘换热板上的便捷式安装和拆卸，方便现场使用。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

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它的附图。

图1为本实用新型实施例1中换热组件的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中绝缘换热板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中换热组件的剖面图一；

图4为本实用新型实施例1中换热组件的剖面图二；

图5为本实用新型实施例1中换热组件的剖面图三；

图6为本实用新型实施例2中换热组件的剖面图；

图7为本实用新型实施例3中换热组件的剖面图。

附图标记：1-绝缘换热板，2-第一传热件，3-第二传热件，4-第一压板，5-第二压板，11-第一凹槽，12-第二凹槽，13-风冷通道。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本实用新型的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本说明书中不同地方出现的“其它实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其它实施例互相排斥的实施例。本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以通过中间件间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

同时在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种换热组件，该换热组件包括绝缘换热板、第一传热件和第二传热件，其中，第一传热件和第二传热件均为多个，第一传热件为导电件，其主要与电池的极柱接触，用于传导电池极柱产生的热量，第一传热件可以采用热管、重力型热管、导热铝管、导热铜管等。第二传热件与温控装置形成热处理装置，第二传热件主要将第一传热件传导的热量传导至温控装置中进行处理，其可以采用温控管，该温控管具体可采用铝管，温控装置是具有加热和制冷功能的装置，例如冷暖机等，铝管中的介质为液态介质，例如为水、乙二醇/水、丙乙烯乙二醇/水、甲醇/水、乙醇/水、甲酸钙/水等等。

具体安装使用时，上述第一传热件和第二传热件分别设置在绝缘换热板相对的两个端面上，绝缘换热板用于实现第一传热件和第二传热件之间的热交换。以对电池进行降温处理为例，第一传热件与电池的极柱接触，第一传热件将电池极柱处的热量传导至绝缘换热板上，第二传热件在绝缘换热板的热交换区域内与第一传热件进行热交换，最终第二传热件该热量输送至温控装置中进行处理。

在本实用新型中，绝缘换热板相对的两个端面上分别设有第一凹槽和第二凹槽，第一传热件嵌入安装在绝缘换热板的第一凹槽中，第二传热件嵌入安装在绝缘换热板的第二凹槽中。该种嵌入式安装不仅能够将第一传热件和第二传热件与绝缘换热板充分紧密接触，还能增大第一传热件、第二传热件与绝缘换热板的换热面积，以提升第一传热件、第二传热件之间的热交换效率，进而提升了电池的温控效果。

实施例1

如图1至图5所示，本实施例提供一种换热组件，该换热组件包括绝缘换热板1、第一传热件2和第二传热件3，第一传热件2为导电件；第一传热件2和第二传热件3均为多个；绝缘换热板相对的两个端面上分别设置有第一凹槽11和第二凹槽12，第一传热件2嵌入安装在绝缘换热板的第一凹槽11中，第二传热件3嵌入安装在绝缘换热板的第二凹槽12中，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为四边形。绝缘换热板1用于实现第一传热件2和第二传热件3之间的热交换；第一凹槽11和第二凹槽12的设置可使得第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1紧密接触，同时也增大了第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1的换热面积，传热效果更优。

在本实施例中，多个第二传热件3在绝缘换热板上的投影完全覆盖第一传热件2在绝缘换热板上的投影，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为等腰梯形。该种排布方式使得第一传热件2和第二传热件3在绝缘换热板1的热交换区域较大，进一步提升了第一传热件2和第二传热件3的热交换效率。

上述第一传热件2和第二传热件3的数量可根据需求进行设置，在本实施例中，以第一传热件2为两个，第二传热件3为两个或三个进行说明。

方式一、如图3所示，第一凹槽11为两个，第二凹槽12为两个，两个第一传热件2分别安装至第一凹槽11内，两个第二传热件3分别安装至第二凹槽12内；

方式二、如图4所示，第一凹槽11为两个，第二凹槽12为三个，两个第一传热件2分别安装至第一凹槽11内，两个第二传热件3分别安装至两侧的第二凹槽12内，中间的第二凹槽12为风冷通道13；

方式三、如图5所示，第一凹槽11为两个，第二凹槽12为三个，两个第一传热件2分别安装至第一凹槽11内，三个第二传热件3分别安装三个第二凹槽12内。

上述结构中，优选方式为方式二和方式三，方式二的结构在方式一的基础上增加了一路风冷通道，进一步提升了散热效果，方式三的结构在方式一的基础上增加了一路第二传热件3，进一步提升了热交换的效率。

本实用新型中的绝缘换热板1要求其在具有优良的热传导效率时，还同时具备良好的绝缘性能。该绝缘换热板1具体可采用热传导性能较好的绝缘材料加工制作，也可采用导热性能较好材质制作后在其表面涂覆一层绝缘漆等。

在本实施例中，绝缘换热板采用高导热系数的导热陶瓷板，导热陶瓷板在具有良好热交换和绝缘性能的同时，还具有结构简单、体积和质量较小的优点。由于第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为等腰梯形，因此第一传热件2、第二传热件3在绝缘换热板上为错开设置，此时，绝缘换热板的厚度H与第一凹槽11的半径R1和第二凹槽12件的半径R2之间的关系为：H≤(R1+R2)，该种设置在保证可靠安装的前提下，还能够使得绝缘换热板的厚度尽量薄，减少了换热组件的制作成本。

在本实施例中，上述第一传热件2、第二传热件3可通过多种方式固定至绝缘换热板1两侧的第一凹槽11和第二凹槽12内：

第一、第一凹槽11和第二凹槽12的截面呈C字形，截面呈C字形的第一凹槽11其开口处宽度尺寸略小于第一凹槽11的最宽处尺寸，第一传热件2、第二传热件3通过过盈配合的方式嵌入至第一凹槽11和第二凹槽12内；

第二、在绝缘换热板上安装卡箍，第一传热件2、第二传热件3嵌入至绝缘换热板1两侧的第一凹槽11和第二凹槽12后，通过卡箍将其固定至绝缘换热板1上；

第三、绝缘换热板的两侧设置第一压板4和第二压板5，第一压板4上设有与第一凹槽11位置相对应的第三凹槽，第一传热件2嵌入至第一凹槽11和第三凹槽形成的腔体内，第二压板5上设有与第二凹槽12位置相对应的第四凹槽，第二传热件3嵌入至第二凹槽12和第四凹槽形成的腔体内。

上述三种安装方式中，第一种安装方式在安装后，第一传热件2和第二传热件3有脱落的风险，存在安装不可靠的缺陷；第二种安装方式中，通过卡箍将第一传热件2和第二传热件3固定在绝缘换热板上后，第一传热件2和第二传热件3存在不完全压紧的问题，第一传热件2、第二传热件3与第一凹槽11、第二凹槽12之间可能存在间隙，影响热交换效率。第三种安装方式中，第一压板4和第二压板5将第一传热件2和第二传热件3可靠压紧在第一凹槽11和第二凹槽12内，实现了第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1的紧密接触，同时该种安装方式还能够实现第一传热件2和第二传热件3在绝缘换热板1上的便捷式安装和拆卸，方便现场使用。

在上述第三种安装方式中，第一压板4、第二压板5可采用非导电材料制作，例如，聚四氟乙烯等。上述第一凹槽11和第二凹槽12优选为半圆形凹槽，第一传热件2、第二传热件3在第一凹槽11和第二凹槽12内被压紧，使得其与绝缘换热板、第一压板4、第二压板5紧密接触，实现良好的热交换。此外，还可在第一凹槽11和第二凹槽12内涂覆导热胶，以增加热传导效果。

在本实施例中，第一传热件2为热管，第二传热件3为温控管，热管是一种热交换效率较高的传热装置，可以将电池极柱处的热量及时传出。温控管为铝管，热管与铝管通过导热陶瓷板进行热交换，铝管中具有导热介质，铝管与冷暖机连接，冷暖机对热量进行处理，进而快速且有效的对电池的热量进行处理。

实施例2

如图1、图2和图6所示，本实施例提供一种换热组件，该换热组件包括绝缘换热板1、第一传热件2和第二传热件3，第一传热件2为导电件；第一传热件2和第二传热件3均为多个；绝缘换热板相对的两个端面上分别设置有第一凹槽11和第二凹槽12，第一传热件2嵌入安装在绝缘换热板的第一凹槽11中，第二传热件3嵌入安装在绝缘换热板的第二凹槽12中，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为四边形。绝缘换热板1用于实现第一传热件2和第二传热件3之间的热交换；第一凹槽11和第二凹槽12的设置可使得第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1紧密接触，同时也增大了第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1的换热面积，传热效果更优。

本实施例中的换热组件与实施例1中的换热组件结构类似，与实施例1不同的是：第一传热件2、第二传热件3在绝缘换热板1上的排布方式不同。本实施例中，第一传热件2、第二传热件3在绝缘换热板1上的投影相互交错，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为平行四边形，绝缘换热板1的厚度H与第一凹槽11的半径R1和第二凹槽12件的半径R2之间的关系是：H≤

(R1+R2)。

本实施例的排布方式中，第一传热件2、第二传热件3为错开安装，该种错开安装可以使得绝缘换热板1厚度减薄的同时，还可以在一定程度上增大第一传热件2、第二传热件3的热交换区域，传热效果有所提升。

实施例3

如图7所示，本实施例提供一种换热组件，该换热组件包括绝缘换热板1、第一传热件2和第二传热件3，第一传热件2为导电件；第一传热件2和第二传热件3均为多个；绝缘换热板相对的两个端面上分别设置有第一凹槽11和第二凹槽12，第一传热件2嵌入安装在绝缘换热板的第一凹槽11中，第二传热件3嵌入安装在绝缘换热板的第二凹槽12中，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为四边形。绝缘换热板1用于实现第一传热件2和第二传热件3之间的热交换；第一凹槽11和第二凹槽12的设置可使得第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1紧密接触，同时也增大了第一传热件2、第二传热件3与绝缘换热板1的换热面积，传热效果更优。

在本实施例中换热组件与实施例1中的换热组件结构类似，与实施例1不同的是：第一传热件2、第二传热件3在绝缘换热板上的排布方式不同。本实施例中，多个第二传热件3在绝缘换热板1上的投影完全覆盖第一传热件2在绝缘换热板1上的投影，且第一传热件2、第二传热件3横截面中心点的连线为矩形，同时，上述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H＞1.2(R1+R2)。

本实施例的排布方式中，第一传热件2与第二传热件3在绝缘换热板上的热交换距离最短，热交换效率较好，但是该种方式中，绝缘换热板的厚度相对于实施例1和实施例2中绝缘换热板的厚度较大，整个换热组件的制作成本相对较高。

Claims (11)

1.一种换热组件，包括绝缘换热板、第一传热件和第二传热件，所述第一传热件为导电件；

其特征在于，所述第一传热件和第二传热件均为多个；

所述绝缘换热板相对的两个端面上分别设有多个第一凹槽和第二凹槽，所述第一传热件嵌入至绝缘换热板的第一凹槽中，所述第二传热件嵌入至绝缘换热板的第二凹槽中，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为四边形，绝缘换热板实现第一传热件和第二传热件之间的热交换。

2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，多个第二传热件在绝缘换热板上的投影完全覆盖第一传热件在绝缘换热板上的投影，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为等腰梯形。

3.根据权利要求2所述的换热组件，其特征在于，所述第一凹槽为两个，所述第二凹槽为三个，两个第一传热件分别安装至第一凹槽内，两个第二传热件分别安装至两侧的第二凹槽内，中间的第二凹槽为风冷通道。

4.根据权利要求2所述的换热组件，其特征在于，所述第一凹槽为两个，所述第二凹槽为三个，两个第一传热件分别安装至第一凹槽内，三个第二传热件分别安装至三个第二凹槽内。

5.根据权利要求2项所述的换热组件，其特征在于，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H≤(R1+R2)。

6.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述第一传热件、第二传热件在绝缘换热板上的投影相互交错，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为平行四边形。

7.根据权利要求6所述的换热组件，其特征在于，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H≤(R1+R2)。

8.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，多个第二传热件在绝缘换热板上的投影完全覆盖第一传热件在绝缘换热板上的投影，且第一传热件、第二传热件横截面中心点的连线为矩形。

9.根据权利要求8所述的换热组件，其特征在于，所述绝缘换热板的厚度H与第一凹槽的半径R1和第二凹槽件的半径R2之间的关系为：H＞1.2(R1+R2)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的换热组件，其特征在于，所述第一传热件为热管，所述第二传热件为温控管，所述绝缘换热板为导热陶瓷板。

11.根据权利要求10所述的换热组件，其特征在于，所述绝缘换热板的两侧还设置第一压板和第二压板，所述第一压板上设有与第一凹槽位置相对应的第三凹槽，所述第一传热件嵌入至第一凹槽和第三凹槽形成的腔体内，所述第二压板上设有与第二凹槽位置相对应的第四凹槽，所述第二传热件嵌入至第二凹槽和第四凹槽形成的腔体内。