CN221304798U - 一种一体式半导体冷板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体式半导体冷板，属于半导体冷板技术领域，该一体式半导体冷板包括电芯、导流片、P型半导体、冷板上导热片、冷端陶瓷片、N型半导体、引出线、热端陶瓷片、电芯散热面，半导体冷板上部设置有冷板上导热片，冷板上导热片同时作为电芯固定装置，电芯固定于两片冷板上导热片之间，冷板上导热片下方设置有冷端陶瓷片，冷端陶瓷片下方设置有导流片，导流片下方分别设置有P型半导体以及N型半导体，导流片连接有引出线，P型半导体以及N型半导体下方设置有热端陶瓷片；电芯连接有电芯散热面，半导体冷板作为冷却和固定装置，提高了电池包集成度，控制电芯温度高度一致性。

Description

一种一体式半导体冷板

技术领域

本实用新型属于半导体冷板技术领域，具体而言，涉及一种一体式半导体冷板。

背景技术

半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。

传统的半导体制冷片通常由多个独立的组件组成，包括冷端和热端陶瓷片、半导体制冷元件、绝缘材料、电极等。这导致了制造和组装过程的复杂性，需要更多的人力和时间，增加了生产成本。复杂的组装结构增加了零部件之间的接触点和连接，这会导致可靠性问题。连接点容易受到振动、温度变化和机械应力的影响，可能导致零部件之间的松动或损坏，降低了***的可靠性。传统制冷片的复杂结构使其体积较大，重量较重，这在一些应用中是不可取的，特别是在需要轻量化和小型化的领域。由于需要大量零部件和繁琐的组装过程，传统半导体制冷片的制造成本相对较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种一体式半导体冷板，能够提高电池包集成度。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种一体式半导体冷板，其中，包括电芯、导流片、P型半导体、冷板上导热片、冷端陶瓷片、N型半导体、引出线、热端陶瓷片、电芯散热面，半导体冷板上部设置有所述冷板上导热片，所述冷板上导热片同时作为电芯固定装置，电芯固定于两片所述冷板上导热片之间，所述冷板上导热片下方设置有所述冷端陶瓷片，所述冷端陶瓷片下方设置有所述导流片，所述导流片下方分别设置有所述P型半导体以及所述N型半导体，所述导流片连接有所述引出线，所述P型半导体以及所述N型半导体下方设置有所述热端陶瓷片；

其中，所述电芯连接有所述电芯散热面。

本实用新型提供的一种一体式半导体冷板的技术效果如下：一体式半导体冷板由冷板上导热片、冷端陶瓷片、导流片、P型半导体、N型半导体、引出线、热端陶瓷片组成，半导体冷板特点是在上部设计有冷板上导热片，冷板上导热片同时作为电芯固定装置，可将电芯固定值2片导热片之间，电芯可通过左、右、下三面进行散热或加热。

在上述技术方案的基础上，本实用新型的一种一体式半导体冷板还可以做如下改进:

其中，所述电芯散热面设置于所述冷板上导热片与所述电芯之间，以及所述电芯下方。

采用上述改进方案的有益效果为：半导体冷板同时作为冷却和固定装置，可直接作为电池包底板使用，提高了电池包集成度，降低成本，并且能够使电芯三面同时散热或加热，能够控制电芯温度高度一致性。

进一步的，所述P型半导体与所述N型半导体交叉设置于所述热端陶瓷片顶部。

进一步的，每个所述导流片连接有一个所述P型半导体和一个所述N型半导体。

进一步的，所述P型半导体和所述N型半导体上部、下部分别设置有所述导流片。

进一步的，上部所述导流片连接所述P型半导体以及所述P型半导体右侧所述N型半导体。

冷端陶瓷片位于半导体冷板的冷侧，其主要作用是吸收热量并将其传递到半导体制冷元件。这些陶瓷在受到外部电场激励时，会表现出压电效应，使得在陶瓷中产生温度变化，即陶瓷片一侧冷却，另一侧则相应变热。这是由于压电效应使得陶瓷晶格内部结构变化引起的，而此过程吸收了热量。

进一步的，下部所述导流片连接所述P型半导体以及所述P型半导体左侧所述N型半导体。

热端陶瓷片位于半导体冷板的热侧，其任务是释放吸收到的热量到周围环境中。这些陶瓷也会在受到外部电场激励时发生压电效应，但它们释放出之前吸收的热量，将热量传递到外部环境中。

进一步的，所述电芯固定装置根据不同尺寸和形状的电芯进行排列组合。

进一步的，所述电芯散热面与所述电芯之间涂覆导热硅脂。

采用上述改进方案的有益效果为：通过散热片与电芯之间涂覆导热硅脂等，可以增加传热效率。

进一步的，所述冷板上导热片的导热介质包括铝或合金材料。

采用上述改进方案的有益效果为：通过使用超高导热系数的铝、合金等材料作为导热介质，热传递速率快，能够在短时间内对各电芯进行快速温度均衡。

与现有技术相比较，本实用新型提供的一种一体式半导体冷板的有益效果是：半导体冷板在上部设计有冷板上导热片，冷板上导热片同时作为电芯固定装置，可将电芯固定至2片导热片之间，电芯可通过左、右、下三面进行散热或加热，将半导体冷板、电池包底部框架、电芯固定装置进行集成，形成一种新型的具有制冷作用的电池包底盘，既具有半导体制冷加热功能，对电芯进行全方位热管理，又可直接作为电池包底板承载并固定电芯使用。

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，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种一体式半导体冷板剖面示例图；

图2为一种一体式半导体冷板的冷板上导热片示例图；

图3为一种一体式半导体冷板整体示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电芯；2、导流片；3、P型半导体；4、冷板上导热片；5、冷端陶瓷片；6、N型半导体；7、引出线；8、热端陶瓷片；9、电芯散热面。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1、图2、图3所示，是本实用新型提供的一种一体式半导体冷板的第一实施例，在本实施例中，包括电芯1、导流片2、P型半导体3、冷板上导热片4、冷端陶瓷片5、N型半导体6、引出线7、热端陶瓷片8、电芯散热面9，半导体冷板上部设置有冷板上导热片4，冷板上导热片4同时作为电芯固定装置，电芯固定于两片冷板上导热片4之间，冷板上导热片4下方设置有冷端陶瓷片5，冷端陶瓷片5下方设置有导流片2，导流片2下方分别设置有P型半导体3以及N型半导体6，导流片2连接有引出线7，P型半导体3以及N型半导体6下方设置有热端陶瓷片8；

其中，电芯1连接有电芯散热面9。

冷板上导热片使用夹板式结构，既可以作为导热介质进行热量传递，也可以作为固定装置固定电芯。

其中，在上述技术方案中，电芯散热面9设置于冷板上导热片4与电芯1之间，以及电芯1下方。

进一步的，在上述技术方案中，P型半导体3与N型半导体6交叉设置于热端陶瓷片8顶部。

进一步的，在上述技术方案中，每个导流片2连接有一个P型半导体3和一个N型半导体6。

进一步的，在上述技术方案中，P型半导体3和N型半导体6上部、下部分别设置有导流片2。

进一步的，在上述技术方案中，上部导流片2连接P型半导体3以及P型半导体3右侧N型半导体6。

进一步的，在上述技术方案中，下部导流片2连接P型半导体3以及P型半导体3左侧N型半导体6。

进一步的，在上述技术方案中，电芯固定装置根据不同尺寸和形状的电芯进行排列组合。

进一步的，在上述技术方案中，电芯散热面9与电芯1之间涂覆导热硅脂。

进一步的，在上述技术方案中，冷板上导热片4的导热介质包括铝或合金材料。

具体的，本实用新型的原理是：将P型半导体与N型半导体通过导流片连接，形成PN结，当电流流过半导体PN结时会发生帕尔贴效应产生制冷或制热效果，当电池包内温度过高时，通过BMS控制继电器给半导体冷板通电，半导体冷板上部温度降低，对电芯进行降温；当电池包内温度过低时，通过BMS控制继电器给半导体温差电致冷装置通反向电流，电流反向流过半导体温差电致冷器上部温度升高，对电芯进行升温；由此使电池包内电芯温度能够控制在稳定的范围内，且具有高度的一致性，保证电池包运行过程中的安全性并延长电池包的使用寿命。

Claims (10)

1.一种一体式半导体冷板，其特征在于，包括电芯(1)、导流片(2)、P型半导体(3)、冷板上导热片(4)、冷端陶瓷片(5)、N型半导体(6)、引出线(7)、热端陶瓷片(8)、电芯散热面(9)，半导体冷板上部设置有所述冷板上导热片(4)，所述冷板上导热片(4)同时作为电芯固定装置，电芯固定于两片所述冷板上导热片(4)之间，所述冷板上导热片(4)下方设置有所述冷端陶瓷片(5)，所述冷端陶瓷片(5)下方设置有所述导流片(2)，所述导流片(2)下方分别设置有所述P型半导体(3)以及所述N型半导体(6)，所述导流片(2)连接有所述引出线(7)，所述P型半导体(3)以及所述N型半导体(6)下方设置有所述热端陶瓷片(8)；

其中，所述电芯(1)连接有所述电芯散热面(9)。

2.根据权利要求1所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述电芯散热面(9)设置于所述冷板上导热片(4)与所述电芯(1)之间，以及所述电芯(1)下方。

3.根据权利要求2所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述P型半导体(3)与所述N型半导体(6)交叉设置于所述热端陶瓷片(8)顶部。

4.根据权利要求3所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，每个所述导流片(2)连接有一个所述P型半导体(3)和一个所述N型半导体(6)。

5.根据权利要求4所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述P型半导体(3)和所述N型半导体(6)上部、下部分别设置有所述导流片(2)。

6.根据权利要求5所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，上部所述导流片(2)连接所述P型半导体(3)以及所述P型半导体(3)右侧所述N型半导体(6)。

7.根据权利要求6所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，下部所述导流片(2)连接所述P型半导体(3)以及所述P型半导体(3)左侧所述N型半导体(6)。

8.根据权利要求7所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述电芯固定装置根据不同尺寸和形状的电芯进行排列组合。

9.根据权利要求8所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述电芯散热面(9)与所述电芯(1)之间涂覆导热硅脂。

10.根据权利要求9所述的一种一体式半导体冷板，其特征在于，所述冷板上导热片(4)的导热介质包括铝或合金材料。