电源装置及供电系统的制作方法

文档序号:11593428阅读:136来源:国知局

本实用新型涉及电池热管理技术领域,具体而言,涉及一种电源装置及供电系统。



背景技术:

随着电子技术的快速发展,电池的应用领域也越来越广。然而就电池本身而言,尚且存在着很多技术问题需要解决,其中,电池的使用寿命及容量衰减问题便是一个重要的问题。

电池的使用寿命及容量衰减与电池的温度差异以及温度升高幅度有着密切关系。通常,电池在进行充放电的过程中会产生大量的热量,若该热量不能够及时被排出,将使电池内的温度不断上升,致使其内部的温度差异逐渐增大。而电池对温度的变化往往是非常敏感的,电池内部不断上升的温度将会使电池处于较大温差的工作环境中,影响电池的使用寿命。特别是在炎热的夏天,自然环境的温度非常高,若不能及时对电池进行有效的散热管理,其最终的工作温度将远大于电池的合理工作温度,进而严重影响电池的使用寿命及电池容量,同时也会对电池的放电性能造成较大的干扰,很难满足必要的充放电需求。

就目前而言,市面上对于上述情况中的电池的处理方案是通过在电池模组底部设置液冷板对电池进行散热,但这种散热方式耗时长、效果差,再加上电池本身的特点,也将导致目前的电池仍存在充放电深度低,使用寿命短,电能输出平稳性不高以及安全可靠性差等缺点。



技术实现要素:

为了克服现有技术中的上述不足,本实用新型的目的在于提供一种散热耗时短、散热效果好的电源装置及供电系统,其能够改善现有的电池因为充放电时产生的热量不能及时排出致使电池使用寿命缩短,不能进行有效的充放电的问题。

就电源装置而言,本实用新型较佳的实施例提供一种电源装置。所述电源装置包括:

液冷板、散热板及电池模组;

所述液冷板包括供液体通过的通道,所述通道贯穿所述液冷板相对的第一侧面及第二侧面;

所述散热板等间距设置于所述液冷板的第三侧面上;

所述电池模组包括多个电池单体,每个所述电池单体设置在等间隔设置的所述散热板之间,所述电池单体经由所述散热板及液冷板进行散热。

在本实用新型较佳的实施例中,上述液冷板的第三侧面上等间距设置有用于固定所述散热板的固定凹槽。

在本实用新型较佳的实施例中,上述电源装置还包括绝缘导热层;

所述绝缘导热层设置在所述液冷板的第三侧面上,且位于相邻的所述固定凹槽之间。

在本实用新型较佳的实施例中,上述电池单体的一端与所述绝缘导热层接触,所述电池单体上相对的两个侧面与相邻的所述散热板接触,所述电池单体的另一端上设置有相对于所述电池单体外凸的金属电极。

在本实用新型较佳的实施例中,上述金属电极相对于所述散热板外露,所述电源装置还包括电池模组固定板;

所述电池模组固定板上设置有电极固定通孔,所述电池模组固定板通过所述电极固定通孔与所述电池单体的金属电极的配合,实现所述电池模组中各电池单体的固定。

在本实用新型较佳的实施例中,上述绝缘导热层为绝缘导热硅胶垫。

在本实用新型较佳的实施例中,上述散热板焊接在所述液冷板的第三侧面上。

在本实用新型较佳的实施例中,上述散热板包括:热管板或金属板,其中,所述热管板内填充有用于进行热量传递的液体填充物。

在本实用新型较佳的实施例中,上述散热板相对于所述液冷板的第三侧面垂直设置。

就供电系统而言,本实用新型较佳的实施例还提供一种供电系统。所述供电系统包括用电设备及上述的电源装置,所述电源装置中的电池模组与所述用电设备电性连接,为所述用电设备供电。

相对于现有技术而言,本实用新型较佳的实施例提供的电源装置及供电系统具有以下有益效果:所述电源装置通过与电池单体相接触的液冷板及散热板可及时吸收所述电池模组所散发的热量,达到对电池模组进行快速散热的目的,使电池模组工作在较佳充放电状态,进而提高电池的使用寿命及性能,保证电池的电能输出平稳性及安全可靠性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举本实用新型较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1为本实用新型较佳的实施例提供的电源装置的一种装配结构示意图。

图2为图1所示的电源装置的一种分解示意图。

图3为图2中所示的液冷板在散热板所在平面上的一种截面示意图Ⅰ。

图4为图2中所示的液冷板在散热板所在平面上的另一种截面示意图Ⅱ。

图5为图1所示的电源装置的另一种分解示意图。

图6为本实用新型较佳的实施例提供的供电系统的一种方框示意图。

图标:100-电源装置;110-液冷板;111-第一侧面;112-第二侧面;113-第三侧面;114-液体通道;115-固定凹槽;120-散热板;130-电池模组;131-电池单体;132-金属电极;140-绝缘导热层;150-电池模组固定板;151-电极固定通孔;200-用电设备;10-供电系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“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,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“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;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如何提供一种散热速度快、散热效果好的能够改善现有的电池因为充放电时产生的热量不能及时排出致使电池使用寿命缩短,不能进行有效的充放电的问题的电源装置及供电系统,对本领域技术人员而言,是急需解决的技术问题。

下面结合附图,对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1,是本实用新型较佳的实施例提供的电源装置100的一种装配结构示意图。在本实用新型实施例中,所述电源装置100包括:液冷板110、散热板120及电池模组130。所述散热板120等间距地设置在所述液冷板110上,所述电池模组130包括多个电池单体131,每个所述电池单体131均设置在等间距设置在所述液冷板110上的所述散热板120之间,所述电池单体131通过所述散热板120及液冷板110进行散热。

在本实用新型实施例中,所述液冷板110包括:第一侧面111、第二侧面112及液体通道114。所述第一侧面111与第二侧面112为所述液冷板110上相对设置的两个侧面,所述液体通道114为所述液冷板110上可以使液体通过的通道。所述液冷板110上设置有多个所述液体通道114。所述多个液体通道114形状和大小一致,可均匀排列,并贯穿于所述液冷板110的第一侧面111和第二侧面112。所述液体通道114的横截面形状不受限制,可以是,但不限于,矩形、正方形、椭圆形及圆形等。在本实用新型实施例的一种实施方式中,所述液体通道114的横截面形状优选为圆形。

液体可以从贯穿所述第一侧面111的液体通道114流入,从贯穿所述第二侧面112的液体通道114流出;也可以从贯穿所述第二侧面112的液体通道114流入,从贯穿所述第一侧面111的液体通道114流出。所述液体为用于吸取所述电池单体131产生的热量,完成对电池模组130的散热的冷却液体,所述冷却液体可以是,但不限于,水、酒精等。

在本实用新型实施例中,所述液冷板110还包括第三侧面113,所述散热板120等间距设置于所述液冷板110的第三侧面113上,且所述散热板120相对于所述液冷板110的第三侧面113垂直设置。

请参照图2,是图1所示的电源装置100的一种分解示意图。在本实用新型实施例中,所述第三侧面113上等间距设置有用于固定所述散热板120的固定凹槽115。所述固定凹槽115和所述散热板120在第三侧面113所在平面上的尺寸是匹配的,所述散热板120可通过和所述固定凹槽115的配合固定在所述液冷板110上,用于增大所述电池模组130的散热面积,增加散热效果,还可以起到固定所述电池单体131的作用。

请参照图3,是图2中所示的液冷板110在散热板120所在平面上的一种截面示意图Ⅰ。所述液冷板110的内部含有一个空腔,所述空腔在所述散热板120所在平面上的横截面形状可以是,但不限于,矩形、正方形、椭圆形及圆形等。优选地,所述空腔的横截面形状为矩形。所述液体通道114可以贯通所述液冷板110的第一侧面111和第二侧面112与所述空腔连通,使得液体在流入液体通道114后经由所述空腔可以遍布整个空腔后再从液体通道114流出,从而增加对所述电池模组130的散热面积,加快对所述电池模组130的散热速度。

请参照图4,是图2中所示的液冷板110在所述散热板120所在平面上的另一种截面示意图Ⅱ。所述液体通道114贯通了整个液冷板110,所述液冷板110的内部没有其他的液体流通通道,也没有空腔,仅有所述液体通道114可以进行液体的循环。当电池模组130内温度过高时,所述液体通道114内流通的液体可将所述电池模组130产生的热量带走,达到对所述电池模组130快速散热的目的。

请参照图5,是图1所示的电源装置100的另一种分解示意图。在本实用新型实施例中,所述散热板120固定设置在所述液冷板110的第三侧面113上。所述散热板120与所述液冷板110可以通过一体成型的方式制造而成。所述散热板120与所述液冷板110也可以是分别制造,而通过焊接、粘贴等方式,使得所述散热板120固定设置在所述液冷板110的第三侧面113上。优选地,所述散热板120可以通过焊接的方式固定设置在所述液冷板110上。

在本实用新型实施例中,所述电源装置100还包括:绝缘导热层140。所述绝缘导热层140设置在所述液冷板110的第三侧面113上。其位置在等间距设置在所述液冷板110的第三侧面113上的相邻的散热板120之间,即设置在第三侧面113上的相邻的所述固定凹槽115之间。

同时,所述绝缘导热层140也设置在所述第三侧面113与所述电池单体131之间,所述绝缘导热层140的一侧与所述第三侧面113接触,与之相对的另一侧则与所述电池单体131的一端接触,用于将所述电池单体131产生的热量传导至所述液冷板110内部流通的液体中,让液体携带热量离开所述液冷板110,完成对所述电池单体131的散热处理。电池单体131的表面通常采用金属材料制成,因而具有导电性。为避免电池单体131发生漏电时,因液体通道114内通过的液体可能具有的导电性,会造成所述电池单体131发生短路现象,从而引发爆炸等危险事故。因此,在本实施例中,可以选择绝缘导热硅胶垫作为绝缘导热层140。

绝缘导热硅胶垫具有一定的柔韧性、优良的绝缘性、压缩性、表面天然的粘性,专门为利用缝隙传递热量的设计方案生产,能够填充缝隙,完成发热部位与散热部位间的热传递,同时还起到绝缘、减震等作用,能够满足设备小型化及超薄化的设计要求,是极具工艺性和使用性,且厚度适用范围广,是一种极佳的导热填充材料。

在本实用新型实施例中,所述电池单体131设置在等间距设置在所述液冷板110上的所述散热板120之间。具体地,所述电池单体131上相对的两个侧面与相邻的所述散热板120接触,从而增加对所述电池单体131的散热面积,加快对所述电池单体131的散热速度。在本实施例中,所述等距离即电池单体131上与相邻的所述散热板120相接触的两个侧面之间的间距,所述等距离可以使得散热板120在增加对所述电池单体131的散热面积的同时,固定所述电池单体131,为所述电池单体131提供一个较佳的充放电的工作环境。

在本实用新型实施例中,所述电池单体131的一端与所述绝缘导热层140接触,所述电池单体131上相对的两个侧面与相邻的所述散热板120接触。而所述电池单体131的远离所述绝缘导热层140的另一端上设置有相对于所述电池单体131的本体外凸的金属电极132。

所述金属电极132相对于所述散热板120外露,便于对所述电池模组130的使用,且方便用户从等间距设置的所述散热板120之间放入或取出所述电池单体131,方便更换所述电池单体131。

在本实用新型实施例中,所述电源装置100还包括:电池模组固定板150。所述电池模组固定板150用于固定所述电池模组130中各个电池单体131,保证所述电池模组130可以在各种环境下正常供电,不会在一些较为常见的情况下,因为所述电池单体131被弹出而无法正常供电,例如,在汽车通过较为崎岖或颠簸的山路时,在汽车遇到突发情况需要急刹车时。

在本实用新型实施例中,所述电池模组固定板150包括电极固定通孔151。所述电池模组固定板150通过所述电极固定通孔151与所述电池单体131上的金属电极132的配合,实现所述电池模组130中各个电池单体131的固定。在本实施例中,所述电极固定通孔151的形状、大小、数目与所述电池单体131上的金属电极132的形状、大小、数目相匹配,且所述电极固定通孔151在所述电池模组固定板150上的分布可以使得所述电极固定通孔151可以较为方便地套设在所述金属电极132上,使所述金属电极132穿过所述电极固定通孔151仍能正常供电,实现对所述电池单体131的固定和保护。

在本实用新型实施例中,所述散热板120可以是,但不限于,热管板及金属板。其中,所述热管板内填充有用于进行热量传递的液体填充物,所述金属板为满足本实用新型实施例的用于对所述电池模组130进行散热的由导热能力强的金属制造而成。

热管是一种具有高导热性能的传热元件,它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量,具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度等一系列优点。

其中,所述热管板可以将处于热管板内部的热管分为蒸发段及冷凝段。在热管板内部的处于密闭的高度真空的热管或热管内壁套设有一层多孔毛细结构的吸液芯,浸满液相工质,所述液相工质为可以用于进行热量传递的液体填充物。所述热管的蒸发段靠近所述电池单体131的侧面,所述热管的冷凝段靠近所述液冷板110。当所述电池单体131产生热量时,所述热管的蒸发段吸收所述电池单体131产生的热量,使工质蒸发、汽化,形成蒸汽流向所述冷凝段流去。蒸汽流在液冷板110的作用下在冷凝段处进行凝结,释放出来的热量传递给液冷板110中流通的液体,所述液体携带热量被送至外界。所述蒸汽流凝结成液体被缩进吸液芯里面,并在多孔毛细结构的毛细压力的作用下流回蒸发段,完成工质的自动循环,加快对所述电池模组130的散热处理。

其中,所述金属板可以采用银、铜、铝等金属或采用银、铜、铝等金属对应的合金进行制造。所述金属板通过将电池模组130产生的热量传递给液冷板110中的液体加快对所述电池模组130的散热处理。

在本实用新型较佳的实施例中,选取热管板作为本实用新型中的散热板120。

请参照图6,是本实用新型实施例提供的供电系统10的一种方框示意图。所述供电系统10包括上述的电源装置100及用电设备200。所述电源装置100中的电池模组130与所述用电设备200电性连接,为所述用电设备200供电。在本实用新型较佳的实施例中,所述用电设备200可以是,但不限于,纯电动以及混合动力汽车。

综上所述,本实用新型实施例提供的电源装置及供电系统。所述电源装置通过与电池单体相接触的绝缘导热层及散热板可及时吸收所述电池模组所散发的热量,并及时将热量传递给流通在所述液体板内的液体,达到对电池模组进行快速散热的目的,使电池模组工作在较佳充放电状态,进而提高电池的使用寿命及性能,保证电池的电能输出平稳性及安全可靠性,提供一套良好的供电系统。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1