CN111357149A - 散热结构和具有其的电池 - Google Patents
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Abstract
【问题】本发明的目的是提供一种无论其热源的形状和材料如何都具有优良的散热效率的散热结构以及包括该散热结构的电池。【解决问题的方法】本发明涉及一种散热结构25和包括该散热结构25的电池1。散热结构25设置在热源20和冷却件15之间,并且通过将热量从热源20传导至冷却件15而能够从热源20散热。散热结构25包括:导热片30,其包含金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且能够设置在热源20和冷却件15之间;和缓冲件31,其至少部分地被导热片30覆盖。
Description
交叉引用
本申请要求于2017年12月26日在日本提交的日本专利申请2017-248657和于2018年1月23日在荷兰提交的荷兰专利申请N2020306的优先权,其全部内容通过引用并入本文。本申请中引用的专利、专利申请和文献的全部内容也通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种散热结构和具有该散热结构的电池。
背景技术
用于车辆、飞机、轮船或家用或商用电子设备的控制***已经变得更加精确和复杂,因此,紧凑型电子部件在电路板上的集成密度一直在稳步增加。因此,期望解决诸如由于在电路板***区域中产生的热量而引起的电子部件的故障和寿命缩短之类的问题。
为了从电路板快速散热,电路板本身已经由具有优良散热性能的材料制成,已经提供了散热器,并且/或者已经运行了散热风扇。在这些措施中,由诸如金刚石、氮化铝(AlN)或立方氮化硼(cBN)之类的散热性能优良的材料制造电路板极大地增加了电路板的成本。另外,散热风扇的安装会导致诸如以下问题:旋转部件(即风扇)的故障、防止故障的维护需求以及确保其安装空间方面的困难。另一方面,散热片由于其散热片的简单结构而被广泛用作散热部件,其简单结构包括许多具有高导热性的金属(例如铝)的柱状或板状突起以扩展其表面积从而进一步增强散热(参见专利文献1)。
附带地,为了减少人类对环境的影响,现在正在全世界范围内开展将传统汽油或柴油车辆逐步转变为电动车辆的行动。特别地,除包括法国、荷兰和德国在内的欧洲国家外,中国还宣布到2040年将汽油和柴油汽车完全转换为电动汽车。需要高性能电池的开发和许多充电架的安装来推广电动汽车。特别地,主要问题是用于增强锂基车辆电池的充电和放电功能的技术的发展。众所周知,在等于或高于60摄氏度的温度下,车辆电池不能充分发挥充电和放电的功能。因此,重要的是增强电池以及上述电路板的散热。
为了迅速散去电池的热量,该电池采用的结构包括:布置在由诸如铝之类的导热性优良的金属制成的壳体中的水冷却管;布置在壳体中的多个电池单元;和夹在电池单元和壳体的底表面之间的粘合橡胶片。在下文中,将参考附图进行描述。
图7示出了常规电池的示意性截面视图。图7的电池100在由铝或铝基合金制成的壳体102的内底表面103上包括多个电池单元101。在壳体102的底部104处设置有用于冷却水流动的水冷却管105。在电池单元101与底部104之间***有橡胶片(例如,由在室温下可固化的硅橡胶制成的片)106以将电池单元101固定在壳体102中。在具有这种结构的电池100中,电池单元101的热量通过橡胶片106传递到壳体102,并通过水冷却而被有效去除。
【引用列表】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开:2008-243999
发明内容
【技术问题】
然而,如图7所示的常规电池100的散热结构具有以下要解决的问题。与铝或石墨相比,橡胶片106的低导热性阻碍了从电池单元101到壳体102的有效热传递。代替橡胶片106,可以使用例如由石墨制成的垫片。然而,由于电池单元101的下表面的不均匀性,在电池单元101和垫片之间产生间隙,从而降低了热传递效率。由于电池单元的下表面可以采用各种形状,因此需要与电池单元的形状无关的高效率的热传递。另外,需要由较轻的材料制成的电池单元容器,以及与轻质电池单元相对应的散热结构。这不仅适用于电池,还适用于其他热源,例如电路板和电子设备主体。
鉴于上述问题提出了本发明,并且本发明的目的是提供一种无论其热源的形状和材料如何都具有优良散热效率的散热结构,以及包括该散热结构的电池。
【解决方案】
(1)根据用于实现上述目的的实施例的散热结构被设置在热源与冷却件之间,并且通过将热量从热源传导至冷却件而能够从热源散热。散热结构包括:导热片,其包含金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且能够设置在热源和冷却件之间;和缓冲件,其至少部分地被导热片覆盖。
(2)在根据另一实施例的散热结构中,导热片优选具有O形或向下C形的截面,其在设置在热源和冷却件之间的部分中具有面向冷却件的开口,并且,缓冲件布置在导热片的内部。
(3)在根据另一实施例的散热结构中,在任一缓冲件中,优选地,散热结构的纵向方向上的两端中的至少一端从导热片暴露。
(4)根据另一实施例的散热结构优选地还包括橡胶片,该橡胶片将任一导热片紧紧地固定到热源和冷却件的***中的至少一者。
(5)在根据另一实施例的散热结构中,橡胶片优选地由硅橡胶制成。
(6)在根据另一实施例的散热结构中,任一导热片优选地包含碳填料和树脂。
(7)根据另一实施例的散热结构优选地还包括能够提供电力以加热任一导热片或任一缓冲件的通电电极。
(8)根据一实施例的电池包括:多个电池单元,其作为热源,在壳体中与冷却件接触;和任一散热结构。散热结构包括:导热片,其包含金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且能够设置在多个电池单元和冷却件之间;和缓冲件,其至少部分地被导热片覆盖。
(9)在根据另一实施例的电池中,在壳体中设置有多个散热结构,每个散热结构安装设置在壳体中的一个或多个电池单元。
(10)在根据另一实施例的电池中,多个散热结构布置为彼此间隔一定距离,从而即使当被安装在散热结构上的电池单元压紧时,多个散热结构也不彼此接触。
【发明的有益效果】
根据本发明,可以提供一种无论其热源的形状和材料如何都具有优良散热效率的散热结构,以及包括该散热结构的电池。
附图说明
图1示出了根据第一实施例的散热结构和包括多个散热结构的电池的竖直截面视图;
图2示出了图1的散热结构的立体视图,其上安装有两个电池单元;
图3示出了图1的散热结构的变型(3A、3B、3C和3D)的六视图;
图4示出了根据第二实施例的散热结构和包括多个散热结构的电池的竖直截面视图;
图5示出了根据第三实施例的散热结构和包括多个散热结构的电池的竖直截面视图(5A),以及该散热结构的六视图(5B);
图6示出了根据本发明的散热结构的各种变型(6A、6B和6C)的六视图;和
图7示出了常规电池的示意性截面视图。
【附图标记列表】
1、1a、1b 电池;
11 壳体;
12 底部(冷却件的示例或冷却件附近的壳体的一部分的示例);
15 冷却件;
20,20a 电池单元(热源的示例);
25、45 散热结构;
30 导热片;
31 缓冲件;
32 开口;
50 橡胶片;
51、52 通电电极。
具体实施方式
接下来,将参考附图描述本发明的实施例。注意,以下描述的每个实施例不限制要求保护的发明,并且在各个实施例中描述的并非所有元件及其组合对于本发明的解决方案而言都是必不可少的。
(第一实施例)
图1示出了根据第一实施例的散热结构和包括多个散热结构的电池的竖直截面视图。
第一实施例的散热结构25设置在电池单元20(热源的示例)的与冷却件(例如,冷却水)之间,并且通过将来自电池单元20的热量传导至冷却件15而能够从电池单元20散热。冷却件可以称为冷却剂。散热结构25包括:导热片30,该导热片30包含金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且可设置在电池单元20和冷却件15之间;和缓冲件31,该缓冲件31至少部分被导热片30覆盖。
优选地,导热片30具有O形竖直截面或向下C形竖直截面,其在布置于电池单元20和冷却件15之间的部分中具有面向冷却件15的开口32。缓冲件31布置在导热片30的内部。另外,在缓冲件31中,在散热结构25的长度方向(图1的图纸的正面和背面的方向)上的两端中的至少一端优选地从导热片30暴露。图1的电池1在壳体11中包括作为热源的多个电池单元20,以与冷却件15接触。本文的术语“截面”和“竖直截面”分别是指沿着从电池1的壳体11的内部14中的上开口面到底部12垂直切割的方向的截面。
(1)电池构造概述
在该实施例中,电池1例如是用于电动车辆的电池,并且包括多个电池单元20。电池1包括在一侧开口的有底壳体11。壳体11优选地由铝或铝基合金制成。电池单元20布置在壳体11的内部14中。多个电极在每个电池单元20上突出(见图2)。电池单元20优选地由于在使用例如螺钉(未示出)而将被压紧的方向上施加到其两侧的力而彼此紧密接触。在壳体11的底部12处设置有一个或多个水冷却管13,以使冷却水(冷却件15的示例)从中流过。电池单元20布置在壳体11中,以将散热结构25夹在底部12和电池单元20之间。
优选地,在壳体11中设置有多个散热结构25,并且每个散热结构25安装布置在壳体11中的一个或多个电池单元20。尽管在图1中,每个散热结构25均安装两个电池单元20,但安装的电池单元20的数量可以是一个或三个或更多。
壳体11中的散热结构25布置为彼此间隔一定距离“t”,从而即使当被安装在其上的电池单元20压紧时也不彼此接触。为了避免相邻的散热结构25之间的碰撞,这是必要的。根据散热结构25的变形量和热传导量,相邻的散热结构25之间的距离(上述的“t”或后述的“T”)优选为5mm,更优选为2mm。
在具有这种结构的电池1中,电池单元20的热量通过散热结构25传递到壳体11,并通过水冷却而被有效去除。冷却件15不限于冷却水,而是被解释为包括有机溶剂,例如液氮和乙醇。冷却件15在用于冷却时不一定是液体,而可以是气体或固体。
(2)导热片
在该实施例中,电池单元20与底部12之间的导热片30在竖直截面视图中具有O形或向下C形。向下C形可以被称为向下U形。图1示出了具有向下C形的导热片30。在竖直截面视图中,导热片30可以具有倒U形或倒V形。然而,由于当导热片30的外表面(但不是其端面)与底部12接触时,导热性增强,因此优选地,导热片30在竖直截面视图中具有倒O形或向下C形。
导热片30优选包含碳,并且更优选包含碳填料和树脂。术语“碳”在本文中被广义地解释为包括由碳(元素符号:C)制成的具有任何结构的物质,例如石墨、结晶度低于石墨的炭黑、膨胀石墨、金刚石、具有类似于金刚石结构的类金刚石碳。
在该实施例中,导热片30可以是通过固化石墨纤维和碳颗粒混合并分散在树脂中的材料而形成的薄片。代替石墨纤维或碳颗粒,可以使用膨胀石墨填料。膨胀石墨是这样一种石墨:在该石墨中,通过化学反应将物质***片状石墨中而形成的石墨插层化合物被迅速加热以使层之间的物质气化,并且此时产生的气体的释放引起石墨的层间间距的膨胀,因此在堆叠方向上膨胀。石墨纤维、碳颗粒或膨胀石墨填料都被包括在碳填料的概念中。
代替碳或除了碳之外,导热片30可以包含金属和陶瓷中的至少一种。金属可以选自具有相对较高的导热率的材料,例如铝、铜以及包含它们中的至少一种的合金。陶瓷可以选自具有相对较高的导热率的材料,例如AlN、cBN和hBN。
树脂可以占导热片30的总质量的50%以上,或者碳填料可以占导热片30的总质量的50%以上。只要热传导方面没有严重问题,导热片30就可以主要由树脂制成或主要由碳填料制成。对于树脂,例如,可以适当地使用热塑性树脂。对于热塑性树脂,在电池单元20(热源的示例)传导热时不熔化的具有高熔点的树脂是优选的,并且例如,聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)可以是优选的示例。在模塑导热片30之前,树脂以例如颗粒的形式分散在碳填料的空的空间中。在导热片30中,除了碳填料和树脂之外,AlN或金刚石也可以作为填料分散,以进一步提高导热性。可以使用比树脂更具弹性的弹性体代替树脂。
相比于稍后描述的缓冲件31,导热片30优选具有优良的导热性,但是不一定需要具有优良的导电性。导热片30的热导率优选等于或高于10W/mK。在该实施例中,优选的是,导热片30包含石墨和结晶度比石墨低的碳,以构造促进在导热片30中的电流流动的网络。
但是,不一定需要导热片30具有优良的导电性,而可以仅具有导热性。在这种情况下,导热片30可以是包含AlN、金刚石、类金刚石碳(导电率比石墨低)的片。导热片30只要具有弯曲特性(或可弯曲性)即可,其厚度没有限制,但优选为0.3至5mm,更优选为0.3至1mm。注意,由于导热片30的热导率随着其厚度增加而减小,因此优选通过综合考虑片的强度、弹性和导热性来确定厚度。
在散热结构25中,作为外皮的导热片30在其内部空间中包括缓冲件31。导热片30的部分可以设置有开口32,以使缓冲件31暴露。
(3)缓冲件
缓冲件31是覆盖有导热片30的弹性体。缓冲件31设置在电池单元20与底部12之间,以具有发挥缓冲性的功能和作为保护件的功能,该保护件防止导热片30例如由于施加至导热片30的负荷而损坏。相比于导热片30,缓冲件31具有低导热性。
缓冲件31可以是含有气泡的海绵状构件,或可以是不含气泡的橡胶状弹性体,但优选为海绵状构件。缓冲件31优选包含:热固性弹性体,例如硅橡胶、尿烷橡胶(urethanerubber)、异戊二烯橡胶、乙丙橡胶、天然橡胶、乙丙二烯橡胶(ethylene propylene dienerubber)、丁腈橡胶(NBR)或丁苯橡胶(SBR);基于尿烷、酯、苯乙烯、烯烃、丁二烯或氟的热塑性弹性体;或其组合。缓冲件31优选地由高耐热性材料制成,该材料能够保持其形状而不被通过导热片30传导的热量熔化或分解。在该实施例中,缓冲件31优选地由其中尿烷基弹性体用硅树脂或硅橡胶浸渍的材料制成。缓冲件31可以通过将例如以AlN、cBN、hBN为代表的填料和金刚石颗粒分散到橡胶中而形成,以最大程度地提高其导热性。
图2示出了图1的其上安装有两个电池的散热结构的立体视图。
电池单元20各自在与散热结构25接触的一侧的相对侧(图1、图2的上侧)包括电极21、22。电池单元20在充电或放电中产生的热量从电池单元20的下端通过散热结构25的导热片30(见图2中的箭头F)传递到壳体11的底部12,然后到冷却件15。这样,实现了电池单元20的有效除热。
图3示出了图1的散热结构的变型(3A、3B、3C和3D)的六视图。
图3中(3A)的散热结构25具有图1和图2所示的结构,其中,导热片30覆盖大致长方体的缓冲件31,除了缓冲件31的长度方向上的两个端表面和缓冲件31的底表面的部分之外。具体地,散热结构25的顶表面25a以及左侧表面25c和右侧表面25d被导热片30覆盖。散热结构25的前表面25e和后表面25f使缓冲件31的表面暴露。散热结构25的底表面25b被导热片30覆盖,以在散热结构25的宽度方向上的中央区域中形成开口32。缓冲件31从开口32暴露。尽管在该实施例中,缓冲件31没有突出到导热片30的外部,但是缓冲件31的底表面可以朝外突出直到与导热片30齐平的位置或者比导热片30更向外。
图3中(3B)的散热结构25是图3中(3A)的散热结构25的第一变型,并且其结构为:其中,导热片30覆盖大致长方体的缓冲件31,除了缓冲件31的长度方向上的两个端表面之外。具体地,顶表面25g、底表面25h以及左侧表面25i和右侧表面25j被导热片30覆盖。散热结构25的前表面25k和后表面251使缓冲件31的表面暴露。
图3中(3C)的散热结构25是图3中(3A)的散热结构25的第二变型,并且其结构为:其中,导热片30覆盖大致长方体的缓冲件31,除了缓冲件31的底表面的一部分之外。具体地,顶表面25m、左侧表面25o和右侧表面25p、前表面25q和后表面25r被导热片30覆盖。散热结构25的底表面25n的一部分具有开口32以使缓冲件31的表面暴露。散热结构25的底表面25n在其大致中央部分中具有开口32。尽管在该实施例中,缓冲件31没有突出到导热片30的外部,但是缓冲件31的底表面可以朝外突出到与导热片30齐平的位置或者比导热片30更向外。
图3中(3D)的散热结构25是图3中(3A)的散热结构25的第三变型,并且其结构为:其中,导热片30覆盖大致为长方体的缓冲件31的所有表面。具体地,顶表面25s、底表面25t、左侧表面25u和右侧表面25v、前表面25w和后表面25x被导热片30覆盖。
散热结构25不限于上述形式,而是可以修改的。例如,可以使用具有如下结构的散热结构25:导热片30覆盖大致长方体的缓冲件31,除了缓冲件31的长度方向上的两个端表面中的一个端表面以外。由于缓冲件31的一部分从导热片30暴露,所以,当将电池单元20安装在散热结构25上时,缓冲件31变得更易于修改。
(4)组装电池的优选方法
接下来,将举例说明根据该实施例的电池1的组装方法(=制造方法)。
(a)在液体(例如水)中搅拌以PPS等为代表的树脂材料以及结晶度比石墨低的石墨填料和碳填料(优选以颗粒、纤维等的形式)中的至少一种,以用与造纸相同的方法形成毡片。
(b)随后,将毡片成形为具有与图1的导热片30相同或相似的截面形状。
(c)将缓冲件31放置在导热片30的内部以完成散热结构25。此时,可以使用或不使用诸如耐热粘合剂、双面胶带或螺丝等固定装置来固定缓冲件31和导热片30。
(d)最后,将散热结构25组装到电池1中。可以将散热结构安装在底部12上,其中,可以在它们之间施加或不施加耐热粘合剂或双面胶带。该制造方法可以在第二实施例和后续实施例中采用。
(第二实施例)
随后,将描述根据本发明的散热结构的第二实施例和包括该散热结构的电池。在第二实施例中,与第一实施例共同的特征在第一实施例的描述中进行了描述,并且省略了多余的描述。
图4示出了根据第二实施例的散热结构以及包括多个散热结构的电池的竖直截面视图。
根据第二实施例的电池1a具有以下结构:多个散热结构25支撑比第一实施例的电池单元20大的一个电池单元20a,其与第一实施例的电池1不同,并且其他特征与电池1相同。以下,对不同于第一实施例的特征进行描述。
在根据第二实施例的电池1a中,电池单元20a安装在具有与第一实施例相同的结构的五个散热结构25上。散热结构25被电池单元1a的重量压紧。这使得每个导热片30与电池单元20a和壳体11的底部12紧密接触,从而提高了导热性能。注意,壳体11中的每个散热结构25布置成彼此间隔一定距离“t”,从而即使在被安装在其上的电池单元20a压紧时也不彼此接触。
(第三实施例)
随后,将描述根据本发明的散热结构的第三实施例和包括该散热结构的电池。在第三实施例中,与上述每个实施例共同的特征在相应实施例的描述中进行了描述,并且省略了多余的描述。
图5示出了根据第三实施例的散热结构和包括多个散热结构的电池的竖直截面视图(5A),以及散热结构的六视图(5B)。
在根据第三实施例的电池1b中,在竖直截面视图中具有大致为平行四边形形状的散热结构45支撑电池单元20,其不同于根据第一实施例的电池1,并且其他特征与电池1相同。以下,主要对不同于第一实施例的特征进行描述。
如图5所示,在散热结构45中,具有大致平行四边形形状的端表面的柱状缓冲件31的所有表面被导热片30完全覆盖。图5中(5A)示出了散热结构45的竖直截面。布置在壳体11中的散热结构45的数量为四个。每个散热结构45安装两个电池单元20。散热结构45通过电池单元20的重量而向底部12倾斜并被压紧。由于每个导热片30与壳体11的底部12表面接触,所以热量容易从电池单元20传递到底部12。散热结构45被布置成彼此间隔一定距离“T”,从而即使在被压紧成朝向底部12倾斜时也不会彼此抵接。尽管在每个散热结构45上布置了两个电池单元20,但是安装的电池单元20的数量可以是一个或三个或更多。
在散热结构45中,缓冲件31的全部六个表面,即顶表面45a、底表面45b、左侧表面45c和右侧表面45d、前表面45e以及后表面45f,被导热片30覆盖。缓冲件31没有暴露于散热结构45的外部。然而,如在第一实施例中描述的各种散热结构25(参见图3)一样,散热结构45可以使缓冲件31暴露于外部。
(具有热产生功能的散热结构)
图6示出了根据本发明的散热结构的多种变型的六视图(6A、6B和6C)。
以下多种变型可以被包括于电池1、1a、1b中的至少一个。
(1)第一变型
图6中(6A)的散热结构25是第一变型,其中,向图3的(3A)的散热结构25增加了通电加热机构。第一变型的散热结构25包括用于通电的电极(也可以简称为“多个电极”或“一个电极”)51、52,其能够供电以加热导热片30或缓冲件31。电极51、52彼此隔开一定距离放置在顶表面25a上,从而使得电流沿从电极51到电极52的方向(黑色粗箭头的方向)流动。在该变型中,电极51、52被嵌入在橡胶片50内。或者,电极51、52可以被夹在导热片30和橡胶片50之间。橡胶片50具有将导热片30紧紧地固定到电池单元20的***的功能。橡胶片50是导电的并且由电阻加热材料形成。为此,橡胶片50用作使电流从电极51流向电极52的片,从而由于其电阻而产生热量。相比于导热片30,橡胶片50要求具有优良的导电性。这是为了当在电极51、52之间施加电压时,相对于导热片30,使电流优先流向橡胶片50。
橡胶片50可以由类似于上述缓冲件31的各种弹性体形成,但是优选地主要由可以通过通电加热并且具有优良导热性的橡胶制成,这是因为需要将热量从电池单元20快速传递到导热片30。优选地,当橡胶片50主要由硅橡胶制成时,诸如石墨或铝的填料分散在硅橡胶中。除此之外,更优选地,诸如AlN或氧化铝的填料分散在硅橡胶中。由硅橡胶制成的橡胶片50可以通过将双功能硅生橡胶与硅树脂结合以增加其粘性的硅橡胶来作为示例。硅树脂优选以MQ树脂为例。MQ树脂是通过以下方式而形成的:将每个Q单元与四维支链(branching)交联,其中,氧原子与Si原子的每四个键结合,并且然后,为了停止端基的反应性,将M单元与一维支链结合,其中,氧原子与每个Si原子的键结合。含有大量羟基的有机硅树脂优选用于增强其粘性。
橡胶片50优选具有增强电池单元20和导热片30之间的粘合性的功能。只要橡胶片50具有导电性、耐热性和粘性,其硬度没有限制,但是在主要由硅橡胶制成的片的情况下,该片的肖氏OO硬度为60,优选为40或更小,更优选为10或更小。这是因为橡胶片50的硬度越低,越容易吸收电池单元20的表面的不平整度。另外,橡胶片50的厚度优选为0.3-5mm,更优选为0.7-3mm,进一步优选为1-2.5mm。注意,橡胶片50的厚度优选地根据诸如电极51、52的厚度、电池单元20的不平整度以及橡胶的硬度之类的条件来确定。
(2)第二变型
图6中(6B)的散热结构25是在电极51、52的安装位置和形状上方面与第一变型不同的第二变型,并且其不包括橡胶片50。也就是说,导热片30通过从电极51到电极52的电力供应而利用其导电性(其也可以称为电阻)产生热量。电极51、52在左侧表面25c和右侧表面25d上以彼此隔开一定距离放置,从而使电流沿从电极51到电极52的方向(黑色粗箭头的方向)流动。在这种情况下,导热片30具有比壳体11更高的导电率,因为电流流向壳体11是不可取的。但是,如果确保壳体11与导热片30之间的绝缘性,则壳体11的导电率可以高于导热片30。导热片30优选包含碳填料和树脂。碳填料优选具有导电性,并且例如是石墨填料。导热片30可以由导电性和导热性均优良的材料形成。
(3)第三变型
图6中(6C)的散热结构25是在电极51、52的安装位置方面与第二变型不同的第三变型。通过将第一变型的相应电极旋转90度,将电极51、52彼此隔开一定距离放置在顶表面25a上,从而使电流沿从电极51到电极52的方向(黑色粗箭头的方向)流动。导热片30通过从电极51向电极52供电而利用自身的导电性产生热量,这与第二变型相同。
(4)其它
具有类似于橡胶片50的低硬度的橡胶片可以***在导热片30和底部12之间。在这种情况下,橡胶片具有将导热片30紧紧地固定到冷却件15的***(即,底部12)的功能。橡胶片具有促进从电池单元20接收的热量通过导热片30传递到底部12的功能就足够了,并且,橡胶片不需要高导电率。橡胶片不是散热结构25和电池1、1a、1b的必要组成部分。
(其它实施例)
以上,对本发明的优选的实施例进行了说明,但本发明不限于这些实施例,可以进行各种变型。
例如,热源不仅包括电池单元20、20a,还包括所有产生热的物体,例如电路板和电子设备主体。例如,热源可以是诸如电容器或IC芯片之类的电子部件。同样,冷却件15不仅可以是用于冷却的水,而且可以是有机溶剂、液氮或用于冷却的气体。此外,散热结构25、45不仅可以包括在电池1、1a、1b中,而且可以包括在例如电子设备、家用电器和发电设备中。
每个散热结构25、45的一部分(单独的导热片30或导热片30和缓冲件31)可以***到电池单元20之间的间隙中。
另外,除了当不可能将各部件彼此组合时,每个实施例的任何部件都可以自由地组合。例如,在第三实施例中,如在第二实施例中的一个电池单元20a可以由多个散热结构45支撑。可以使用图6所示的散热结构25的各种变型中的每一个来代替第二实施例和第三实施例的散热结构25、45。
【工业适用性】
除了例如车辆电池以外,根据本发明的散热结构还可以用于各种电子设备,诸如车辆、工业机器人、发电设备、PC和家用电器等。除了车辆电池之外,根据本发明的电池还可以用作家用可充电和可放电电池以及用于诸如PC之类的电子设备的电池。
Claims (10)
1.一种散热结构,所述散热结构设置在热源和冷却件之间,并通过将热量从所述热源传导至所述冷却件而能够从所述热源散热,所述散热结构包括:
导热片,其包含金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且能够设置在所述热源和所述冷却件之间;和
缓冲件,其至少部分地被所述导热片覆盖。
2.根据权利要求1所述的散热结构,其中,所述导热片具有O形截面或向下C形截面,其在所述热源与所述冷却件之间的部分中具有面向所述冷却件的开口,并且,
所述缓冲件布置在所述导热片的内部。
3.根据权利要求1或2所述的散热结构,其中,在所述缓冲件中,沿所述散热结构的纵向方向的两端中的至少一端从所述导热片暴露。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热结构,还包括:橡胶片,其将所述导热片紧紧地固定到所述热源和所述冷却件的***中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的散热结构,其中,所述橡胶片由硅橡胶制成。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的散热结构,其中,所述导热片包括碳填料和树脂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的散热结构,还包括:能够提供电力以加热所述导热片或所述缓冲件的通电电极。
8.一种电池,包括:
多个电池单元,其作为热源,在壳体中与冷却件接触;和
根据权利要求1至7中任一项所述的散热结构,其包括:
导热片,其包括金属、碳和陶瓷中的至少一种,并且能够设置在所述多个电池单元和所述冷却件之间;和
缓冲件,其至少部分地被所述导热片覆盖。
9.根据权利要求8所述的电池,其中,在所述壳体中设置有多个所述散热结构,每个散热结构在所述壳体中安装一个或多个所述电池单元。
10.根据权利要求9所述的电池,其中,所述多个散热结构布置为彼此间隔一定距离,从而即使当被安装在所述散热结构上的所述电池单元压紧时,所述多个散热结构也不彼此接触。
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