一种双金属片式自适应温度热管理结构

本发明涉及热管理，具体涉及一种双金属片式自适应温度热管理结构。

背景技术：

1、对于电子器件的散热是必要的，但是对于特殊电子器件而言，当环境温度变化特殊时，即外部环境温度过高时，单纯的阻热措施是无法保证电子器件的安全，需要根据环境的温度条件做出相应的策略结构，因为电子器件还有散热需求。散热与保温是相对的，散热就是使电子元器件产生的热量转移或者耗散掉，以防止器件集热，影响性能，甚至高温损坏。对于器件的散热主要是放置于通风位置，或增加金属式翅片等增加散热面积，达到散热效果。保温则是利用一些保温材料包裹主要器件，以保证器件的温度恒温或者隔绝外部的高温或者低温环境影响。

2、目前所设计的结构只能实现保温或者散热单一的功能而已，不能满足于散热与保温一体化结构。如现在快速发展的无人机技术，当无人机器人在正常的环境中运行时，其核心器件是需要散热的，加强散热有利于提高稳定性，但是在特殊的高温环境中时则是需要对器件进行一定的隔热保护，以保证器件的正常运行，防止热损坏。所以需要对环境温度的改变做出相应的策略，以此保护好机器器件在极端且变化的环境中正常运行。现有的一些保温结构中，设计的仅仅是使用保温材料包裹需要保温的器件，优化保温材料、结构等实现更长久的隔热措施等，以及最高效的空气夹层阻热及真空夹层阻热技术等，对于阻热性能而言效果显著，但是功能单一。完全保温的方案在需要向外部散热时是无法实现的，甚至容易产生集热爆炸危险。目前设计可控制式空气夹层式阻热保温、恒温等结构方式可多种多样，例如利用驱动电机驱动式，此方式可以有效快捷的实现主动控制，但是对于其实现功能时需要额外的辅助机构，电路设计以及相应的控制感应单元等，综合结构复杂化，也需要提供能量进行驱动。电机式驱动不仅占用体积，还耗费一些机器上微量的电池能量，实现控制电路冗余等。

3、因此，需要解决现有器件阻热结构功能单一、空气夹层厚度不可调控、无法自适应环境温度变化实现散热或阻热功能的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种双金属片式自适应温度热管理结构，该热管理结构通过自适应式结构来实现保温、散热一体化，解决了现有器件阻热结构功能单一、空气夹层厚度不可调控、无法自适应环境温度变化实现散热和阻热功能的一体化问题。

2、本发明采用以下具体技术方案：

3、一种双金属片式自适应温度热管理结构，该热管理结构包括器件外壳、保温金属板、至少一个双金属片支撑结构以及绝热筒；

4、所述保温金属板与所述器件外壳平行设置；

5、所述保温金属板在朝向所述器件外壳的一侧表面设置有与所述绝热筒位置对应的凹槽；

6、所述绝热筒能够伸缩地连接于所述器件外壳与所述保温金属板之间，并在内部形成空气夹层；

7、所述至少一个双金属片支撑结构均位于所述绝热筒的空气夹层内；每个双金属片支撑结构均由两端部铰接在一起的上双金属片和下双金属片构成；所述上双金属片与所述下双金属片均由叠置的双层金属片构成，并沿从所述保温金属板朝向所述器件外壳的方向排列；

8、当仅具有一个所述双金属片支撑结构时，所述上双金属片的中部固定连接于所述保温金属板，所述下双金属片的中部通过所述绝热筒的底部固定连接于所述器件外壳；

9、当具有至少两个所述双金属片支撑结构时，所述双金属片支撑结构之间沿从所述保温金属板朝向所述器件外壳的方向依次排列，相邻的两个所述双金属片支撑结构之间通过相邻接的所述上双金属片与所述下双金属片固定连接在一起，所述保温金属板与最接近的上双金属片的中部固定连接，所述器件外壳与最接近的下双金属片的中部固定连接；

10、自适应温度热管理结构具有散热状态和隔热状态；当外部环境温度处于常温时，所述双金属片支撑结构中的所述上双金属片与所述下双金属片处于完全贴合状态，所述绝热筒和所述双金属片支撑结构均容置于所述凹槽内，所述器件外壳直接通过所述保温金属板进行导热，此时，自适应温度热管理结构处于散热状态；当外部环境温度高于所述双金属片支撑结构的形变温度时，所述上双金属片与所述下双金属片发生变形并在中部形成间隙，所述绝热筒伸展在所述器件外壳与所述保温金属板之间形成空气夹层，增大热阻，此时，自适应温度热管理结构处于隔热状态。

11、更进一步地，所述双层金属片由两种不同膨胀率的金属片分上、下层组合制成。

12、更进一步地，所述双层金属片可由记忆合金金属片和常规金属片制成，也可由其它不同膨胀率材料制成。

13、更进一步地，所述双层金属片的两端部均设置有铰接孔。

14、更进一步地，所述双层金属片均由两个半双金属片固定连接构成；

15、每个所述半双金属片的一端部设置有铰接孔，另一端部设置有用于穿装螺柱的通孔。

16、更进一步地，所述绝热筒设计为可堆叠式结构。

17、更进一步地，所述保温金属板为铝板。

18、更进一步地，所述绝热筒的底部通过所述下双金属片固定压合于所述器件外壳，顶部边缘与所述保温金属板粘合。

19、有益效果：

20、本发明的双金属片式自适应温度热管理结构在器件外壳与保温金属板之间连接有能够伸缩的绝热筒；绝热筒内至少有一个双金属片支撑结构支承于器件外壳与保温金属板之间，双金属片支撑结构形变使器件外壳与保温金属板之间形成可控厚度的空气夹层；热管理结构通过双金属片支撑结构随环境温度自适应形变实现器件外壳与保温金属板的分离、贴合，当上双金属片与下双金属片处于完全贴合状态时，器件外壳直接通过保温金属板进行导热，此时，自适应温度热管理结构处于散热状态；当上双金属片与下双金属片发生变形分离时在中部形成间隙，在器件外壳与保温金属板之间形成空气夹层，此时，自适应温度热管理结构处于隔热状态；因此，通过双金属片支撑结构和绝热筒改变器件与外部环境之间的热阻、以及空气夹层厚度的自适应控制，使得保温金属板与器件外壳贴合时可实现散热功能且在分离时实现阻热保温功能，有效地通过自适应式结构来实现保温、散热一体化，并且结构简单、利用环境温度的变化进行驱动、无需额外能源，解决了现有器件阻热结构功能单一、空气夹层厚度不可调控、无法自适应环境温度变化实现散热和阻热功能的一体化问题。

技术特征：

1.一种双金属片式自适应温度热管理结构，其特征在于，包括器件外壳、保温金属板、至少一个双金属片支撑结构以及绝热筒；

2.如权利要求1所述的热管理结构，其特征在于，所述双层金属片由两种不同膨胀率的金属片分上、下层组合制成。

3.如权利要求2所述的热管理结构，其特征在于，所述双层金属片由铜片和铁片制成。

4.如权利要求2所述的热管理结构，其特征在于，所述双层金属片由记忆合金金属片和常规金属片制成。

5.如权利要求1所述的热管理结构，其特征在于，所述双层金属片的两端部均设置有铰接孔。

6.如权利要求5所述的热管理结构，其特征在于，所述双层金属片均由两个半双金属片固定连接构成；

7.如权利要求1-6任一项所述的热管理结构，其特征在于，所述绝热筒采用可堆叠式结构。

8.如权利要求1-6任一项所述的热管理结构，其特征在于，所述保温金属板为铝板。

9.如权利要求1-6任一项所述的热管理结构，其特征在于，所述绝热筒的底部通过所述下双金属片固定压合于所述器件外壳，顶部边缘与所述保温金属板粘合。

技术总结
本发明公开了一种双金属片式自适应温度热管理结构，该热管理结构包括器件外壳、保温金属板、至少一个双金属片支撑结构以及绝热筒；保温金属板与器件外壳平行设置；保温金属板在朝向器件外壳的一侧表面设置有与绝热筒位置对应的凹槽；绝热筒能够伸缩地连接于器件外壳与保温金属板之间，并在内部形成空气夹层；至少一个双金属片支撑结构均位于绝热筒的空气夹层内；每个双金属片支撑结构均由两端部铰接在一起的上双金属片和下双金属片构成；上双金属片与下双金属片均由叠置的双层金属片构成，并沿从保温金属板朝向器件外壳的方向排列。上述热管理结构通过自适应式结构来实现保温、散热一体化。

技术研发人员：宋孟杰,江正勇,张旋,张龙,邵苛苛,高润淼,甄泽康
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12