一种温度驱动形状变化的保温散热结构的制作方法

本发明涉及电池散热，具体涉及一种温度驱动形状变化的保温散热结构。

背景技术：

1、现有的电子器件的内部元件、新能源汽车的动力电池等会发热的结构，由于受温度影响显著存在低温时性能衰减、高温时产品加速老化并产生损坏等质量问题，尤其新能源汽车的电池存在自燃的安全问题，为了产品使用安全及性能、延长电池使用寿命，一般需要使用散热结构使会发热的结构在适宜的温度环境工作。常用的温度控制手段一般采用闭环控制结构温度，低温时通过电阻加热，高温时通过风冷或液冷散热，以使电器元件或汽车电池在适宜的温度下工作。一般采用风冷的方式进行散热，受外部环境影响较大，制冷效果较差，而且会产生较大的噪音，而采用水冷的方式进行散热，容易发生漏液，维护比较麻烦，这两种散热方式的可靠性都比较低。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中的保温散热结构可靠性低的缺陷，从而提供一种温度驱动形状变化的保温散热结构。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种温度驱动形状变化的保温散热结构，包括平面底座和连接在所述平面底座上的翅片，所述翅片具有随温度变化发生形变的记忆合金，所述翅片具有在不低于第一温度时呈直立状的直立散热状态和不高于第二温度时呈卷曲状的卷曲保温状态，所述第一温度大于所述第二温度。

4、进一步地，所述翅片的宽度由靠近所述平面底座的一端到远离所述平面底座的一端逐渐减少。

5、进一步地，所述翅片包括与所述平面底座连接的下段部分和连接在所述下段部分的上段部分，所述下段部分呈梯形，所述上段部分呈圆弧状，所述上段部分的侧边与所述下段部分的侧边相切。

6、进一步地，所述下段部分包括相连的底边和侧边，所述下段部分的底边为所述下段部分与所述平面底座相连的一条边，所述底边和所述侧边夹角范围为30-90°，所述底边和所述侧边长度范围0.1-5mm。

7、进一步地，所述上段部分的圆弧半径为0.05-2.5mm。

8、进一步地，所述翅片包括沿自身厚度方向设置的隔热层和形状记忆合金层，当所述翅片的温度低于所述第二温度时，所述翅片将向所述记忆合金层的所在面产生卷曲。

9、进一步地，所述隔热层采用陶瓷、硅酸铝或聚合物材料中的任意一种制成，所述形状记忆合金层为niti合金或cuzn合金。

10、进一步地，所述隔热层的厚度为0.5-5mm，所述记忆合金层的厚度为0.3-3mm。

11、进一步地，所述记忆合金层可拆卸安装于所述隔热层。

12、进一步地，当所述翅片处于所述卷曲保温状态时，所述翅片的侧视形状为等径圆弧或变径圆弧，所述等径圆弧或变径圆弧的圆弧半径0.1-10mm。

13、进一步地，所述第一温度为记忆合金的奥氏体结束转变温度af，所述第二温度为记忆合金的r相开始转变温度rs。

14、进一步地，所述翅片在所述平面底座至少间隔布置有两排，相邻两排的所述翅片错位排布，当所述翅片的温度不高于第三温度时，后一排的所述翅片自锁在前一排相邻两个所述翅片的间隙处以在所述平面底座的上方形成保温层，所述第三温度为记忆合金的马氏体完全转变温度mf。

15、进一步地，同一排的相邻两个所述翅片的底部之间的间隙为零，相邻两排所述翅片之间的间隔为0.3-5mm。

16、进一步地，所述平面底座适于和待散热结构连接。

17、进一步地，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度的温度范围为-70℃-200℃。

18、本发明技术方案，具有如下优点：

19、1.本发明提供的温度驱动形状变化的保温散热结构，在平面底座上连接翅片，且翅片具有随温度变化而发生形变的形态记忆功能，以使翅片具有不低于第一温度时呈直立状的直立散热状态和不高于第二温度时呈卷曲状的卷曲保温状态。在直立散热状态时，可以露出平面底座及整个翅片，形成利于对流换热的几何结构，增大换热面积，使温度驱动形状变化的保温散热结构获得较强散热能力；在卷曲保温状态时，使翅片卷曲，可以遮盖在平面底座上方，以阻拦上升散发的热量，使温度驱动形状变化的保温散热结构获得较强保温能力。采用这种温度驱动形状变化的保温散热结构进行散热，相比水冷散热的结构更稳定，保温散热效果可靠性高，相比风冷散热，在工作时不会产生噪音，通过形变产生被动调节功能，无需额外使用控制系统或驱动系统，具备绿色环保、可靠性高、结构紧凑、应用潜力大等优点，适用于新能源电池、新风系统、绿色建筑、深空探索等领域。

20、2.本发明提供的温度驱动形状变化的保温散热结构，翅片包括沿自身厚度方向设置的隔热层和形状记忆合金层，当翅片的温度低于第二温度时，翅片将向记忆合金层的所在面产生卷曲。如此设置，当翅片在卷曲保温状态下卷曲时，可以通过隔热层隔绝热量，避免热量透过翅片散出，使翅片具有良好的保温效果；通过设置记忆合金层，可以利用记忆合金的形变特性，使翅片随温度高低产生形变以实现调节换热保温的功能。

21、3.本发明提供的温度驱动形状变化的保温散热结构，记忆合金层可拆卸安装于隔热层，如此设置，可以通过更换不同材料的记忆高合金以改变进行形态变化的温度，以适应不同产品的保温散热调节需求。

22、4.本发明提供的温度驱动形状变化的保温散热结构，翅片在平面底座至少间隔布置有两排，相邻两排的翅片错位排布，当翅片的温度不高于第三温度时，后一排的翅片自锁在前一排相邻两个翅片的间隙处以在平面底座的上方形成保温层，第三温度为记忆合金的马氏体完全转变温度mf。如此设置，可以使翅片在卷曲保温状态时，覆盖在其卷曲方向的间隙上方，并与前排翅片配合自锁以形成保温层，从而达到保温效果。

23、5.本发明提供的温度驱动形状变化的保温散热结构，同一排的相邻两个翅片的底部之间的间隙为零，如此设置，可以避免翅片在卷曲保温时热量从翅片底部的缝隙间散发而导致结构保温效果差。

技术特征：

1.一种温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，包括平面底座(2)和连接在所述平面底座(2)上的翅片(1)，所述翅片(1)具有随温度变化而发生形态变化的形态记忆功能，所述翅片(1)具有在不低于第一温度时呈直立状的直立散热状态和不高于第二温度时呈卷曲状的卷曲保温状态，所述第一温度大于所述第二温度。

2.根据权利要求1所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述翅片(1)的宽度由靠近所述平面底座(2)的一端到远离所述平面底座(2)的一端逐渐减少。

3.根据权利要求2所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述翅片(1)包括与所述平面底座(2)连接的下段部分和连接在所述下段部分的上段部分，所述下段部分呈梯形，所述上段部分呈圆弧状，所述上段部分的侧边与所述下段部分的侧边相切。

4.根据权利要求3所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述下段部分包括相连的底边和侧边，所述下段部分的底边为所述下段部分与所述平面底座(2)相连的一条边，所述底边和所述侧边夹角范围为30-90°，所述底边和所述侧边长度范围0.1-5mm。

5.根据权利要求3所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述上段部分的圆弧半径为0.05-2.5mm。

6.根据权利要求1所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述翅片(1)包括沿自身厚度方向设置的隔热层(3)和形状记忆合金层(4)，当所述翅片(1)的温度低于所述第二温度时，所述翅片(1)将向所述记忆合金层(4)的所在面产生卷曲。

7.根据权利要求6所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述隔热层(3)采用陶瓷、硅酸铝或聚合物材料中的任意一种制成，所述形状记忆合金层(4)为niti合金或cuzn合金。

8.根据权利要求6所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述隔热层(3)的厚度为0.5-5mm，所述记忆合金层(4)的厚度为0.3-3mm。

9.根据权利要求6所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述记忆合金层(4)可拆卸安装于所述隔热层(3)。

10.根据权利要求6所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，当所述翅片(1)处于所述卷曲保温状态时，所述翅片(1)的侧视形状为等径圆弧或变径圆弧，所述等径圆弧或变径圆弧的圆弧半径0.1-10mm。

11.根据权利要求1所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述第一温度为记忆合金的奥氏体结束转变温度af，所述第二温度为记忆合金的r相开始转变温度rs。

12.根据权利要求3-11中任意一项所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述翅片(1)在所述平面底座(2)至少间隔布置有两排，相邻两排的所述翅片(1)错位排布，当所述翅片(1)的温度不高于第三温度时，后一排的所述翅片(1)自锁在前一排相邻两个所述翅片(1)的间隙处以在所述平面底座(2)的上方形成保温层，所述第三温度为记忆合金的马氏体完全转变温度mf。

13.根据权利要求12所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，同一排的相邻两个所述翅片(1)的底部之间的间隙为零，相邻两排所述翅片(1)之间的间隔为0.3-5mm。

14.根据权利要求1所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述平面底座(2)适于和待散热结构连接。

15.根据权利要求12所述的温度驱动形状变化的保温散热结构，其特征在于，所述第一温度、所述第二温度和所述第三温度的温度范围为-70℃-200℃。

技术总结
本发明公开了一种温度驱动形状变化的保温散热结构，包括平面底座和连接在平面底座上的翅片，翅片具有随温度变化发生形变的记忆合金，翅片具有在不低于第一温度时呈直立状的直立散热状态和不高于第二温度时呈卷曲状的卷曲保温状态，第一温度大于第二温度。如此设计，翅片直立时可以露出平面底座整个翅片，增大换热面积，达到散热效果；翅片在形变卷曲时能够覆盖在其卷曲方向的间隙上方形成保温层，以此防止散热以达到保温效果。这种结构相比水冷散热的结构更稳定，散热效果可靠性高，相比风冷散热，在工作时不会产生噪音，且具备换热能力和被动调节功能，整体结构无需额外使用控制系统或驱动系统，保温效果好，绿色环保。

技术研发人员：邹洋,汤铠瑞,卫国,王钻开,袁秋辉,汤勇
受保护的技术使用者：广东精艺金属股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13