散热装置及电源装置的制作方法

本发明涉及电池模组技术领域，具体而言，涉及一种散热装置及电源装置。

背景技术：

随着新能源行业优势的快速发展，新能源行业将成为世界各国培育新的经济增长点的一个重要突破口。在新能源电池模组领域中，组成电池模组的单体电池通常受环境温度的影响较大。比如，电池模组在充放电时，工作电流大，产热量大，同时电池模组又是一个相对密封的环境，这会导致单体电池的温度上升。而电池模组的持续高温会直接减少电池的使用寿命。并且，电池模组在不同部位发热量也有所不同，多个单体电池温度不一致，将导致电池模组的寿命衰减。因此，散热问题是电池模组设计中亟需解决的一大难题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种散热装置及电源装置以解决现有技术中电池模组散热效果差、电池使用寿命衰减等问题。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例所提供的技术方案如下所示：

本发明较佳实施例提供一种散热装置，应用于电池模组，所述散热装置包括多个设置在所述电池模组中的散热件；

所述散热件具有密闭的容纳腔室；所述散热件的容纳腔室中设置有多个用于分隔所述容纳腔室的隔板，以使所述容纳腔室分隔成多个密闭的子腔室；多个所述子腔室中填充有可吸收电池模组中的热量的储热材料；

所述电池模组包括多层层叠排布的子模组，每层所述子模组包括多个单体电池；所述散热件设置在每层所述子模组之间，并与所述单体电池接触；所述散热件的两侧分别设置有多个用于容置所述单体电池的容置槽。

在本发明的较佳实施例中，两个相邻的所述散热件中相互靠近的一侧的所述容置槽相互配合，形成可容纳所述单体电池的筒状空腔。

在本发明的较佳实施例中，每层所述子模组中的每个所述单体电池的两个电极分布在所述子模组的两侧，所述散热件一侧的容置槽用于容置一层所述子模组，所述散热件一侧的所述容置槽相对于另一侧的所述容置槽交错设置。

在本发明的较佳实施例中，围成所述容纳腔室的围板包括所述散热件两侧的用于形成所述容置槽的壁板、两个相对设置的第一侧板，以及长度比所述第一侧板长的两个第二侧板；所述隔板的两端与分别与两个所述壁板连接，所述隔板的另外两端分别与两个所述第二侧板连接。

在本发明的较佳实施例中，上述散热件上设置的容置槽的数量与和该散热件相邻的两层的子模组的单体电池的数量相匹配，每个所述容置槽可用于容置一个所述单体电池。

在本发明的较佳实施例中，上述容置槽为与所述单体电池相配合的弧形凹槽。

在本发明的较佳实施例中，多个所述子腔室中容纳有不同导热率的储热材料。

在本发明的较佳实施例中，上述储热材料为相变材料。

本发明的较佳实施例还提供一种电源装置，所述电源装置包括：具有多个单体电池的电池模组以及上述的散热装置，所述散热装置与每个所述单体电池接触。

在本发明的较佳实施例中，上述电源装置还包括用于固定多个所述单体电池的固定板，所述固定板上设置有与所述单体电池相配合的用于卡固所述单体电池的通孔。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的散热装置及电源装置中，所述散热装置包括具有容纳腔室的散热件，所述散热件的容纳腔室中设置有多个用于分隔所述容纳腔室的隔板，以使所述容纳腔室分隔成多个密闭的子腔室，同时，所述隔板加强了散热件的承载强度，使散热件不易因挤压而变形。多个所述子腔室中可填充有不同导热率的储热材料，以实现不同位置的差异化散热。通过在电池模组之间插入填充有储热材料的散热件，吸收电池模组中的单体电池产生的热量，可使电池的温度维持在正常充放电的温度范围内，避免电池因高温而导致使用寿命衰减。另外，当所述单体电池处于温度较低的环境中时，所述储热材料还能释放热量为所述单体电池保温。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，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发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明较佳实施例提供的散热装置的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例提供的散热装置中的散热件的主视图。

图3为图2中A-A截面的剖视图。

图4为图3中I部位的局部放大示意图。

图5为本发明较佳实施例提供的电源装置的爆炸图。

图6为本发明较佳实施例提供的散热装置中的散热件与子模组的配合示意图。

图标：10-电源装置；100-散热装置；110-散热件；111-隔板；112-子腔室；113-容置槽；200-电池模组；210-子模组；211-单体电池；220-电池固定板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，也可以是电性连接。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发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明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，是本发明较佳实施例提供的散热装置100的结构示意图。本实施例中的散热装置100包括多个散热件110，可应用于图5中所示的电池模组200中，以对电池模组200进行散热。构成所述散热件110的材料可以为铁、铜、锑、锡、铝等金属。优选地，构成所述散热件110的材料为铝或铝合金。

具体地，比如构成所述散热件110的材料选择铝，所述散热件110便可通过铝挤成型工艺形成符合需求的形状。所述铝挤成型的加工原理可以理解为：高温软化的铝锭在铝挤压机的强力挤压下，流过铝挤型模具，成型为符合要求形状的铝型材产品，即为本实施例中的散热件110。

铝及铝合金具有外观好、重量轻、可机加工性、力学性能好、抗腐蚀性好以及导热率高等优点。同时，铝是非磁性的，且不能自燃。非常适合作为本实施例中的散热件110的材料。

请结合参照图2、图3和图4，其中图2为本发明较佳实施例提供的散热装置100中的散热件110的主视图，图3为图2中A-A截面的剖视图，图4为图3中I部位的局部放大示意图。在本实施例中，所述散热件110具有密闭的容纳腔室，而在该容纳腔室中设置有多个用于分隔所述容纳腔室的隔板111。所述隔板111使所述容纳腔室分隔成多个密闭的子腔室112，多个子腔室112中可对应电池模组200中不同的位置而填充有不同导热率的储热材料。因多个子腔室112之间相互密闭，多个子腔室112中的储热材料相对独立，不会混合。可实现不同位置的差异化散热，进而保障电池模组200内部温度的一致性。

具体地，所述容纳腔室的形状与所述散热件110的外壳相契合，可增大容纳腔室的空间，同时减少制作散热件110所需要的原材料。同一子模组210中单体电池211在充放电时，子模组210不同位置处存在温度差异，而与子模组210相对应的散热件110中填充有不同的储热材料。详细地，不同的储热材料在吸收热量时相互配合，其配合关系可根据实际温差而设定，比如子模组210中温度越高的部位对应到散热件110的子腔室112，所填充的储热材料的导热系数便越大。

假设电池模组200在充放电时，同一子模组210中的单体电池211的温度差被划分为两类温度区域，并对应地在散热件110上进行分区。比如温度较高区域对应在散热件110上为H区，温度较低的L区。那么便可在H区所对应的子腔室112中填充导热系数较高的储热材料，以加速对高温区的单体电池211的热量的吸收，而在散热件110的L区可以填充导热系数比H区导热系数低的储热材料。两种热导系数不同的储热材料相互配合，可使同一子模组210中的多个单体电池211在充放电过程中的温差减小。

若子模组210中单体电池211之间的温差较大，为了进一步减小多个单体电池211之间的温差，可以在散热件110中填充更多种类的储热材料。具体地，可以对子模组210上温度差异的区域进行细分，比如根据温度差异而将子模组210分为5类不同温度范围的区域，对应的在散热件110的容纳腔室中填充有5种不同导热系数的储热材料，优选地，每个子腔室112填充的储热材料的导热系数相同。通过5种不同导热系数的储热材料相互配合，吸收子模组210中的热量，进一步地保障了子模组210单体电池211温度的一致性。

在本实施例中，每个子腔室112可以填充有所述储热材料，也可以在部分子腔室112中填充有储热材料。详细地，所述储热材料可以填充满整个子腔室112，也可以在填充有储热材料的子腔室112中留有部分空间。优选地，填充有储热材料的子腔室112中留有可供所述储热材料膨胀的空间。

一般情况下，由于物体在受热以后体积会膨胀，在冷却过程中体积会缩小。因此，储热材料在吸热或散热时会使储热材料的体积发生变化。通过在填充有储热材料的子腔室112中预留有可供所述储热材料膨胀的空间，便可使围成所述子腔室112的围板不会因储热材料的膨胀而裂开或损坏，提高了散热件110的安全性，同时也提高了散热件110的使用寿命。

在本实施例中，所述储热材料可以是一种相变材料(Phase Change Material，PCM)。所述相变材料是指随温度变化而物理状态容易改变并能提供潜热的物质。其中，转变所述物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。所述相变材料包括有机PCM和无机PCM。比如，所述相变材料可以是，但不限于无机水合盐(比如苏打的结晶水合盐，其化学式为Na₂CO₃·10H₂O)、石蜡、脂酸类、高分子化合物等，在此不作具体限定。当所述电池模组200的单体电池211产生有热量且需要释放该热量时，所述相变材料可以吸收所述单体电池211的热量，从而降低单体电池211的温度。

在外界环境温度较低时(比如温度低于0℃)，单体电池211内部会产生严重的极化效应，致使充电容量降低，并且，多次低温充放电还会产生不可逆的树枝状晶体(简称枝晶)，严重者，形成的枝晶会刺破单体电池211内的隔膜，造成电池内短路引发电池安全事故。当所述相变材料吸收热量后，在外界环境温度较低或所述单体电池211的温度较低时，可以释放热量维持单体电池211的温度，以避免单体电池211的温度过低而影响其输出或使用寿命。

请参照图5，本实施例中的电池模组200可以包括多层层叠排布的子模组210，每层子模组210可以包括多个单体电池211。所述散热件110设置在每层所述子模组210之间，并可以与每个所述单体电池211接触。所述散热件110可吸收每个单体电池211散发的热量，进一步保障了电池模组200内部温度的一致性。

请参照图6，是本发明较佳实施例提供的散热装置100中的散热件110与子模组210的配合示意图。所述散热件110的两侧分别设置有多个用于容置所述单体电池211的容置槽113。所述容置槽113的形状结构与所述单体电池211的形状结构相配合，比如，若所述单体电池211为圆柱状电池，则所述容置槽113可以为与所述单体电池211相配合的弧形凹槽。

在本实施例中，所述容置槽113的长度、所述单体电池211的长度以及所述导热件的宽度可以根据具体情况而设计。优选地，所述容置槽113的长度可以等于所述散热件110的宽度。所述容置槽113的宽度和所述单体电池211的长度相匹配，所述散热件110两侧的容置槽113的轴线延伸方向可以与所述散热件110的长度的延伸方向垂直，所述容置槽113的长度可以等于所述散热件110的宽度。

当然，所述的容置槽113的轴线延伸方向与所述散热件110的长度的延伸方向垂直，以及容置槽113的长度等于所述散热件110的宽度仅作为一个具体的优选的实施方式，而并不限于此实施方式。

在本发明的其他实施例中，所述的容置槽113的轴线延伸方向与所述散热件110的长度的延伸方向可以形成一个锐角。对于该锐角的角度值，在此不作具体限定。另外，所述容置槽113的长度可以略大于或略小于所述散热件110的宽度。

在本实施例中，所述子模组210中的每个所述单体电池211的两个电极分布在所述子模组210的两侧，所述散热件110的一侧的容置槽113用于容置一层所述子模组210。所述散热件110一侧的所述容置槽113可以相对于另一侧的容置槽113交错设置，通过交错的设置方式，可以使散热件110的体积更小，进而使电源装置10的体积更小。当然也可以理解为，所述电源装置10在相同的体积下，通过交错设置容置槽113而形成的电源装置10可以容纳更多的单体电池211。

请再次参照图4，在本实施例中，围成所述容纳腔室的围板包括所述散热件110两侧的用于形成所述容置槽113的壁板、两个相对设置的第一侧板，以及长度比所述第一侧板长的两个第二侧板。所述第二侧板长度延伸方向与容置槽113长度的延伸方向垂直，当然，所述的垂直也可以理解为：所述第二侧板长度延伸方向和与容置槽113延伸方向垂直所在的方向稍微倾斜，而不限于绝对的垂直。所述隔板111的两端与分别与两个所述壁板连接，所述隔板111的另外两端分别与两个所述第二侧板连接。所述散热件110上设置的容置槽113的数量与和该散热件110相邻两层的子模组210中的单体电池211的数量相匹配，每个所述容置槽113可以用于容置一个所述单体电池211。一个所述子腔室112可吸收散热件110两侧的容置槽113所对应的单体电池211所散发的热量。

具体地，围成所述容纳腔室的部分围板通过所述隔板111连接，所述隔板111可支撑围板，加强了散热件110的承载强度，可使子腔室112不易变形，使散热件110不易因挤压而变形。同时，通过设置所述隔板111，可制作更大尺寸的不易变形的散热件110，比如增加散热件110的宽度、厚度，进而增大子腔室112的容纳空间。

请再次参照图1，两个相邻的散热件110中相互靠近一侧的所述容置槽113相互配合，形成可容纳所述单体电池211的筒状空腔。该筒状空腔的形状结构可以和单体电池211的形状结构相配合。比如所述单体电池211为圆柱状电池，则所述筒状空腔为与该圆柱状电池相配合的圆筒状空腔。每个圆筒状空腔可以用于容纳一个所述圆柱状电池。优选地，该圆筒状空腔的直径略大于所述圆柱状电池的直径。

请再次参照图5，本发明的实施例还提供一种电源装置10。所述电源装置10包括：电池模组200以及上述实施例中的散热装置100。所述电池模组200具有多个单体电池211，所述散热装置100与每个单体电池211接触，以吸收单体电池211的热量。所述电源装置10通过在散热件110中设置有不同导热率的储热材料，可以降低单体电池211的温度，使电池模组200中的单体电池211之间的温差减小，甚至使多个单体电池211的温度保持一致，延长了电源装置10的使用寿命。

所述电源装置10还可以包括用于固定多个所述单体电池211的固定板，所述固定板上设置有与单体电池211相配合的通孔。优选地，所述固定板为两个，通过该通孔，可使单体电池211卡固在两个电池固定板220之间。

具体地，比如所述单体电池211为圆柱状电池，所述第二通孔可以为阶梯孔。优选地，靠近所述单体电池211的一侧的阶梯孔的孔径略大于所述单体电池211的直径，远离所述单体电池211一侧的阶梯孔的空间略小于所述单体电池211的直径。两个电池固定板220可以通过螺栓或螺杆固定，形成所述电源装置10。

综上所述，本发明提供一种散热装置及电源装置。所述散热装置包括多个具有容纳腔室的散热件，所述散热件的容纳腔室中设置有多个用于分隔所述容纳腔室的隔板，以使所述容纳腔室分隔成多个密闭的子腔室，同时，所述隔板加强了散热件的承载强度，使散热件不易因挤压而变形。多个所述子腔室中可填充有不同导热率的储热材料，以实现不同位置的差异化散热。通过在电池模组之间插入填充有储热材料的散热件，吸收电池模组中单体电池产生的热量，可使单体电池的温度维持在正常充放电的温度范围内，保障了多个单体电池温度的一致性，避免单体电池因高温或温差而导致使用寿命衰减。

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

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。