TWI798523B - 冷卻系統及其冷卻組 - Google Patents

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TWI798523B
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李振學
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大陸商昆山廣興電子有限公司
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Abstract

本發明係關於一種冷卻系統及其冷卻組。該冷卻系統包括：一熱源組、一冷卻組、一冷卻循環管路及一驅動件。該熱源組具有數個熱源。該冷卻組具有呈並聯排列設置之數個散熱排，該數個散熱排各具有至少一導熱件，該導熱件設置數個熱傳導部，該數個熱傳導部分別接觸該數個熱源之至少一表面。該冷卻循環管路用以連通該導熱件之該流道。該驅動件係設置於該冷卻循環管路。藉此，該熱源組之該數個熱源可構成並排設置之數組獨立區隔的散熱傳導機制，以提升整體散熱傳導效率。

Description

冷卻系統及其冷卻組
本發明關於一種冷卻系統及其冷卻組，特別是一種可用於對各式動力機構之數個熱源進行降溫的冷卻系統及其冷卻組。
目前常見之各式動力機構，為提供其驅動之主要能源，通常會伴隨著如何有效解決該動力機構中所產生之散熱問題。
舉例而言，現今車輛的發展趨勢中，車輛替代能源發展為相當重要的議題，其中電動車更被視為可行性相當高的選項之一。又，習知電池組可作為電動車驅動之主要能源，作為提供能量的一種能量儲存裝置，該電池組通常由數個電池及電力管理系統所組成，且必需考量是否可滿足電動車之動力要求及安全性。因此，具有良好之散熱功能的該電池組，方可確保電動車之穩定運作及提升整體充電速度。
習知電池組普遍係利用習知電池冷卻板進行散熱，該習知電池冷卻板可將該電池組之數個電池以串聯方式予以連接。藉此，該電池冷卻板內部形成具有冷卻液之數個冷卻水孔，用以同時對該數個電池進行散熱。
然而，由於上述習知電池冷卻板係利用串聯方式連接該數個電池，當習知電池組所設置之電池數量過多時，串聯於習知電池冷卻板末段部位之該數個電池，容易因散熱效果逐漸遞減之因素，導致整體散熱傳導效率不佳，造成電動車之運作穩定性及安全性不佳。
本發明係關於一種冷卻系統。該冷卻系統包括：包括一熱源組、一冷卻組、一冷卻循環管路及一驅動件。該熱源組具有數個熱源。該冷卻組具有呈並聯排列設置之數個散熱排，該數個散熱排各具有至少一導熱件，該導熱件內部設置至少一流道，且該導熱件設置數個熱傳導部，該數個熱傳導部分別接觸該數個熱源之至少一表面。該冷卻循環管路用以連通該導熱件之該流道。該驅動件係設置於該冷卻循環管路，用以驅動該冷卻循環管路之一冷卻流體於該流道及該冷卻循環管路中循環流動。
本發明係關於一種用於冷卻系統之冷卻組。該冷卻組包括： 數個散熱排，呈並聯排列設置，該數個散熱排各具有至少一導熱件，該導熱件包括：至少一流道，設置於該導熱件之內部；及數個熱傳導部，設置於該導熱件，用以接觸數個熱源之至少一表面。
因此，利用呈並聯排列設置之該數個散熱排，可確保該熱源組之該數個熱源構成並排設置之數組獨立區隔的散熱傳導機制，以達到提升整體散熱傳導效率之功效。
圖1顯示本發明一實施例冷卻系統之立體外觀圖。配合參閱圖1，在一實施例中，本發明冷卻系統1包括一熱源組10、一冷卻組20、一冷卻循環管路30及一驅動件40。該冷卻系統1可針對各式動力機構於驅動程中所產生的熱源進行有效率地散熱。
在一實施例中，該熱源組10可為電動車驅動之主要能源的一電池組。該熱源組10具有數個熱源11，該數個熱源11可為該電池組之數個電池，但不以上述為限。
在一實施例中，該冷卻組20具有呈並聯排列設置之數個散熱排200，該數個散熱排200各具有至少一導熱件21，該導熱件21內部設置至少一流道211，且該導熱件21設置數個熱傳導部212，該數個熱傳導部212分別接觸該數個熱源11之至少一表面，其接觸方式可為直接接觸或間接接觸。在一實施例中，該導熱件21之表面設置數個熱傳導部212，該數個熱傳導部212分別接觸該數個熱源11之至少一側表面。在一實施例中，該導熱件21之表面可為內表面、外表面或側面等。在一實施例中，該數個熱傳導部212設置於該導熱件21之內表面，以接觸該數個熱源11之至少一側表面。
在一實施例中，該冷卻循環管路30用以連通該導熱件21之該流道211。該驅動件40（如泵浦等）係設置於該冷卻循環管路30，用以驅動該冷卻循環管路30之一冷卻流體於該流道211及該冷卻循環管路30中循環流動。其中該冷卻流體可為各種具冷卻降溫作用之流體，例如：水或致冷劑等；當該熱源組10為電動車之該電池組時，該冷卻流體較佳為不導電之液體。
圖2顯示本發明一實施例冷卻系統之立體分解圖。圖3顯示本發明一實施例冷卻系統之俯視圖。配合參閱圖1至圖3，在一實施例中，該熱源冷卻系統1可利用呈並聯排列設置之該數個散熱排200的結構設計，使該數個散熱排200可分別連接該熱源組10之該數個熱源11，確保該熱源組10之該數個熱源11同樣可配合該數個散熱排200，構成並排設置之數組獨立區隔的散熱傳導機制。亦即每一個該散熱排200僅連接可負荷其散熱需求之預定數量的該熱源11，以有效降低該散熱排200末段部位之該數個熱源11的散熱效果遞減問題。舉例而言，如圖1至圖3所示之實施例中，該熱源冷卻系統1之該散熱排200係為十個，該數個散熱排200呈並聯排列設置，用以分別連接十個該熱源11，該十個該熱源11為該散熱排200可負荷其散熱需求之數量（可視實際需求及測試增減熱源11數量）。詳言之，其中任一該散熱排200均可同步地僅針對該熱源組10中之該十個熱源11進行快速冷卻降溫作用，以提升整體散熱傳導效率，如該熱源組10為電動車之電池組時，更可提升電動車之運作穩定性及安全性。
圖4顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排之立體分解圖。圖5顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排之局部立體外觀圖。配合參閱圖4及圖5，在一實施例中，該散熱排200之該導熱件21可具有相對一第一端部21a及一第二端部21b，該第一端部21a及該第二端部21b之間設置該數個熱傳導部212，該第一端部21a設置至少一第一連通口213，該第二端部21b設置至少一第二連通口214，該第一連通口213及該第二連通口214分別連通於該流道211之相對二端。藉此，利用該流道211之相對二端所設置之該第一連通口213及該第二連通口214，使該冷卻循環管路30可通過該第一連通口213及該第二連通口214與該流道211呈直接或間接相互連通，以供該冷卻循環管路30可更簡易地與該流道211組裝後相互連通，進而提升組裝便利性。其中該導熱件21之該流道211可依實際散熱需求選擇為一個或數個，本發明不加以限制；又，該第一連通口213及該第二連通口214之設置數量係分別對應該流道211數量。
圖6顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有二導熱件之局部俯視圖。圖7顯示本發明另一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有二導熱件之局部俯視圖。配合參閱圖4至圖7，在一實施例中，該導熱件21之該數個熱傳導部212之形狀可選擇對應該熱源11之形狀，亦即該導熱件21之該數個熱傳導部212可對應該熱源11之外型為各種不同幾何形狀，例如：圓弧形狀或多角形狀等，本發明不加以限制。舉例而言，以一圓為基準（如正圓或橢圓等），在如圖6之俯視視角下，該導熱件21之該數個熱傳導部212為該圓之二分之一的圓弧212a；或如圖7之俯視視角下，該導熱件21之該數個熱傳導部212為該圓之四分之一的圓弧212b；藉此，當該熱源11為圓柱體時，配合該導熱件21之該數個熱傳導部212為二分之一的該圓弧212a或四分之一的該圓弧212b，則該數個熱傳導部212將可有效地緊密貼合於該熱源11之至少一側表面，以提升該導熱件21之熱傳導效果。
在一實施例中，該導熱件21可以一金屬型材擠壓彎折形成一體波浪形狀，使該數個熱傳導部212分別形成圓弧狀。舉例而言，該導熱件21可選擇如鋁材等熱傳導性質佳之金屬型材予以製作成型，本發明不加以限制；當該導熱件21利用該金屬型材擠壓彎折成型時，可有效提升該導熱件21之整體製作及加工便利性，以節省製造成本及提升製作便利性。
配合參閱圖6及圖7，在一實施例中，該數個散熱排200之該導熱件21各為二個，該二導熱件21呈相對設置，該二導熱件21分別貼合於該熱源11之相對二側表面；藉此，當該數個散熱排200各利用二相對該導熱件21連接該數個熱源10時，該導熱件21可緊密貼合於該熱源11之相對二側表面，使該數個導熱件21與該數個熱源11之接觸面積可大幅增加，以更進一步提升熱傳導效果。其中如圖3及圖6所揭示之實施例中，該數個散熱排200之二相對該導熱件21之該第一端部21a可相互疊合，以及該數個散熱排200之二相對該導熱件21之該第二端部21b可相互疊合。如圖7所揭示之實施例中，該數個散熱排200之二相對該導熱件21之該第一端部21a之間可具有間隙（未繪示），以及該數個散熱排200之二相對該導熱件21之該第二端部21b之間可具有間隙D。
圖8顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有單一導熱件之局部俯視圖。圖9顯示本發明另一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有單一導熱件之局部俯視圖。配合參閱圖8及圖9，在一實施例中，該數個散熱排200之該導熱件21各為一個，該導熱件21貼合於該熱源11之一側表面；藉此，當該數個散熱排200各利用單一該導熱件21連接該數個熱源11時，該導熱件21同樣可緊密貼合於該熱源11之一側表面，且該導熱件21不至於佔據該熱源組10過多空間，使該冷卻組20應用於如電動車等領域時，有利於提升電動車內部空間之使用裕度。
再配合參閱圖3及圖4，在一實施例中，該冷卻組20可設置一第一箱體215及一第二箱體216，該數個散熱排200之該導熱件21之該第一端部21a結合該第一箱體215，該數個散熱排200之該導熱件21之該第二端部21b結合該第二箱體216，該第一箱體215連通於該冷卻循環管路30之一端及該第一連通口213之間，該第二箱體216連通於該冷卻循環管路30之另一端及該第二連通口214之間。藉此，利用該第一箱體215及該第二箱體216可有效匯集該數個散熱排200之該第一連通口213及該第二連通口214，使該數個散熱排200之組裝固定效果更佳。又，該冷卻循環管路30之該冷卻流體於循環流動的過程中，可先匯集於該第一箱體215之內部，再分別自該第一連通口213通過該數個散熱排200之該流道211，以更有效率地分別對該數個熱源11進行冷卻降溫作用。利用熱傳導作用，其溫度提高之該冷卻流體可自該第二連通口214匯集於該第二箱體216之內部，最後再重新循環回流至該冷卻循環管路30進行降溫，重覆上述步驟，即可不斷地針對該數個熱源11進行冷卻降溫作用。
再配合參閱圖1及圖2，在一實施例中，該驅動件40與該第二箱體216之間設置一散熱組50，該冷卻循環管路30可具有一第一管路31、一第二管路32及一第三管路33，該第一管路31可結合連通於該第一箱體215及該驅動件40之間，該第二管路32可結合連通於該驅動件40及該散熱組50之間，該第三管路33可結合連通於該散熱組50及該第二箱體216之間；或者，該第一管路31亦可結合連通於該第一箱體215及該散熱組50之間，該第二管路32可結合連通於該散熱組50及該驅動件40之間，該第三管路33可結合連通於該驅動件40及該第二箱體216之間（未繪示）；亦即，該驅動件40及該散熱組50可依使用者需求對調其設置位置，以提升整體組裝裕度，本發明不加以限制。藉此，利用該第一管路31、該第二管路32及該第三管路33之設計，該冷卻循環管路30可快速進行拆裝作業，以供便於更換該冷卻流體或清洗該冷卻循環管路30。
配合參閱圖1至圖3，在一實施例中，該散熱組50可由一散熱風扇511及一散熱鰭片組512所組合而成。藉此，該散熱風扇511及該散熱鰭片組512之組合，可更有效地針對回流至該冷卻循環管路30之該冷卻流體進行降溫。
在上述實施例中，本發明熱源冷卻系統1利用呈並聯排列設置之該數個散熱排200，以結合該熱源組10之該數個熱源11，使得該熱源組10之該數個熱源11構成並排設置之數組獨立區隔的散熱傳導機制，進而達到提升整體散熱傳導效率之功效。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1:冷卻系統 10:熱源組 11:熱源 20:冷卻組 21:導熱件 21a:第一端部 21b:第二端部 30:冷卻循環管路 31:第一管路 32:第二管路 33:第三管路 40:驅動件 50:散熱組 200:散熱排 211:流道 212:熱傳導部 212a:圓弧 212b:圓弧 213:第一連通口 214:第二連通口 215:第一箱體 216:第二箱體 511:散熱風扇 512:散熱鰭片組 D:間隙
圖1顯示本發明一實施例冷卻系統之立體外觀圖；
圖2顯示本發明一實施例冷卻系統之立體分解圖；
圖3顯示本發明一實施例冷卻系統之俯視圖；
圖4顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排之立體分解圖；
圖5顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排之局部立體外觀圖；
圖6顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有二導熱件之局部俯視圖；
圖7顯示本發明另一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有二導熱件之局部俯視圖；
圖8顯示本發明一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有單一導熱件之局部俯視圖；及
圖9顯示本發明另一實施例冷卻系統之冷卻組之散熱排具有單一導熱件之局部俯視圖。
1:冷卻系統
10:熱源組
11:熱源
20:冷卻組
21:導熱件
21a:第一端部
30:冷卻循環管路
31:第一管路
32:第二管路
33:第三管路
40:驅動件
50:散熱組
200:散熱排
212:熱傳導部
215:第一箱體
216:第二箱體
511:散熱風扇
512:散熱鰭片組

Claims (25)

  1. 一種冷卻系統，包括：一熱源組，具有數個熱源，呈陣列排列，其中數個熱源沿一方向設置為一列；一冷卻組，具有呈並聯排列設置之數個散熱排，該數個散熱排各具有至少一導熱件，該導熱件內部設置至少一流道，該至少一流道沿該方向設置，且該導熱件設置數個熱傳導部，該數個熱傳導部之一側面分別接觸該列之該數個熱源之至少一表面，該數個熱傳導部之另一側面設置該至少一流道，且每一流道流經該列之該數個熱源；一冷卻循環管路，用以連通該導熱件之該流道；及一驅動件，係設置於該冷卻循環管路，用以驅動該冷卻循環管路之一冷卻流體於該流道及該冷卻循環管路中循環流動。
  2. 如請求項1之冷卻系統，其中該散熱排之該導熱件具有相對一第一端部及一第二端部，該第一端部及該第二端部之間設置該數個熱傳導部，該第一端部設置至少一第一連通口，該第二端部設置至少一第二連通口，該第一連通口及該第二連通口分別連通於該流道之相對二端。
  3. 如請求項2之冷卻系統，該導熱件之該數個熱傳導部之形狀對應該數個熱源之形狀。
  4. 如請求項3之冷卻系統，其中該導熱件以一金屬型材擠壓彎折形成一 體波浪形狀，使該數個熱傳導部分別形成圓弧狀。
  5. 如請求項4之冷卻系統，其中以一圓為基準，該導熱件之該數個熱傳導部為該圓之二分之一的圓弧或該圓之四分之一的圓弧。
  6. 如請求項5之冷卻系統，其中該數個散熱排之該導熱件各為一個，該導熱件貼合於該熱源之一側表面。
  7. 如請求項5之冷卻系統，其中該數個散熱排之該導熱件各為二個，該二導熱件呈相對設置，該二導熱件分別貼合於該熱源之相對二側表面。
  8. 如請求項7之冷卻系統，其中該數個散熱排之二相對該導熱件之該第一端部相互疊合，該數個散熱排之二相對該導熱件之該第二端部相互疊合。
  9. 如請求項7之冷卻系統，其中該數個散熱排之二相對該導熱件之該第一端部之間具有間隙，該數個散熱排之二相對該導熱件之該第二端部之間具有間隙。
  10. 如請求項2之冷卻系統，其中該冷卻組設置一第一箱體及一第二箱體，該數個散熱排之該導熱件之該第一端部結合該第一箱體，該數個散熱排之該導熱件之該第二端部結合該第二箱體，該第一箱體連通於該冷卻循環管路之一端及該第一連通口之間，該第二箱體連通於該冷卻循環管路之 另一端及該第二連通口之間。
  11. 如請求項10之冷卻系統，其中該驅動件與該第二箱體之間設置一散熱組，該冷卻循環管路具有一第一管路、一第二管路及一第三管路，該第一管路結合連通於該第一箱體及該驅動件之間，該第二管路結合連通於該驅動件及該散熱組之間，該第三管路結合連通於該散熱組及該第二箱體之間。
  12. 如請求項10之冷卻系統，其中該驅動件與該第一箱體之間設置一散熱組，該冷卻循環管路具有一第一管路、一第二管路及一第三管路，該第一管路結合連通於該第一箱體及該散熱組之間，該第二管路結合連通於該散熱組及該驅動件之間，該第三管路結合連通於該驅動件及該第二箱體之間。
  13. 如請求項11或12之冷卻系統，其中該散熱組由一散熱風扇及一散熱鰭片組所組合。
  14. 如請求項1之冷卻系統，其中該冷卻流體為不導電之液體。
  15. 一種用於冷卻系統之冷卻組，包括：數個散熱排，呈並聯排列設置，該數個散熱排各具有至少一導熱件，該導熱件包括：至少一流道，設置於該導熱件之內部，該至少一流道沿一方向設置，其中數個熱源沿該方向設置為一列，每一流道流經該列之 該數個熱源；及數個熱傳導部，設置於該導熱件，該數個熱傳導部之一側面用以接觸該列之該數個熱源之至少一表面，該數個熱傳導部之另一側面設置該至少一流道。
  16. 如請求項15之用於冷卻系統之冷卻組，其中該導熱件具有相對一第一端部及一第二端部，該第一端部及該第二端部之間設置該數個熱傳導部，該第一端部設置至少一第一連通口，該第二端部設置至少一第二連通口，該第一連通口及該第二連通口分別連通於該流道之相對二端。
  17. 如請求項16之用於冷卻系統之冷卻組，該導熱件之該數個熱傳導部之形狀對應該數個熱源之形狀。
  18. 如請求項17之用於冷卻系統之冷卻組，其中該導熱件以一金屬型材擠壓彎折形成一體波浪形狀，使該數個熱傳導部分別形成圓弧狀。
  19. 如請求項18之用於冷卻系統之冷卻組，其中以一圓為基準，該導熱件之該數個熱傳導部為該圓之二分之一的圓弧或該圓之四分之一的圓弧。
  20. 如請求項19之用於冷卻系統之冷卻組，其中該數個散熱排之該導熱件各為一個，該導熱件貼合於該熱源之一側表面。
  21. 如請求項19之用於冷卻系統之冷卻組，其中該數個散熱排之該導熱件各為二個，該二導熱件呈相對設置，該二導熱件分別貼合於該熱源之相 對二側表面。
  22. 如請求項21之用於冷卻系統之冷卻組，其中該數個散熱排之二相對該導熱件之該第一端部相互疊合，該數個散熱排之二相對該導熱件之該第二端部相互疊合。
  23. 如請求項21之用於冷卻系統之冷卻組，其中該數個散熱排之二相對該導熱件之該第一端部之間具有間隙，該數個散熱排之二相對該導熱件之該第二端部之間具有間隙。
  24. 如請求項16之用於冷卻系統之冷卻組，其中該冷卻組設置一第一箱體及一第二箱體，該數個散熱排之該導熱件之該第一端部結合該第一箱體，該數個散熱排之該導熱件之該第二端部結合該第二箱體。
  25. 如請求項15之用於冷卻系統之冷卻組，其中該數個熱傳導部設置於該導熱件之表面。
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