散热结构和具有其的电池包组件、车辆的制作方法

1.本发明涉及散热技术领域，尤其是涉及一种散热结构和具有其的电池包组件、车辆。


背景技术：

2.相关技术中，电池包一般通过液冷系统进行散热。然而，液冷系统的散热结构比较复杂，同时在电池包的散热过程中也会消耗掉一部分自身的能量，且成本高。另外，在一些无需液冷系统的使用工况下，电池包一般通过其周围的空气流动进行散热，但这种散热形式的散热效率较低，且散热效果较差。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种散热结构，散热结构的散热效率高，且散热效果好。
4.本发明的另一个目的在于提出一种具有上述散热结构的电池包组件。
5.本发明的又一个目的在于提出一种具有上述电池包组件的车辆。
6.根据本发明第一方面实施例的散热结构，包括：至少一个连接片；多个散热管，多个所述散热管均连接在所述连接片上，多个所述散热管沿所述连接片的长度方向彼此间隔开，每个所述散热管为两端敞开的中空结构。
7.根据本发明实施例的散热结构，通过将多个散热管沿连接片的长度方向间隔设置，将每个散热管设置成中空结构，可以有效地增加散热结构的散热效率，提高散热效果。同时有效地将多个散热管构成一个整体，便于散热结构的安装和拆卸，且散热结构的结构简单，成本低。
8.根据本发明的一些实施例，每个所述散热管包括：管本体和散热层，所述管本体为两端敞开的中空结构，所述散热层包覆在所述管本体的外周面上。
9.根据本发明的一些实施例，所述管本体为弹性件，每个所述散热管构造成在受到朝向所述连接片的作用力时变形，且变形后的所述散热管与所述连接片的接触面积大于变形前的所述散热管与所述连接片的接触面积。
10.根据本发明的一些实施例，多个所述散热管均发生变形后，相邻两个所述散热管之间具有间隙。
11.根据本发明的一些实施例，所述管本体包括硅胶件。
12.根据本发明的一些实施例，所述散热层包括石墨烯层或金属纳米层。
13.根据本发明的一些实施例，所述散热管的长度方向与所述连接片的长度方向垂直。
14.根据本发明的一些实施例，每个所述散热管的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形。
15.根据本发明的一些实施例，所述连接片为多个，多个所述连接片沿所述散热管的
长度方向间隔设置。
16.根据本发明的一些实施例，所述连接片为三个，其中两个所述连接片分别位于多个所述散热管的两端，另一个所述连接片位于多个所述散热管的长度方向的中部。
17.根据本发明的一些实施例，所述连接片的材质包括聚碳酸酯。
18.根据本发明第二方面实施例的电池包组件，包括：电池包；散热结构，所述散热结构为根据本发明上述第一方面实施例的散热结构，所述散热结构设在所述电池包的外表面上。
19.根据本发明的一些实施例，所述电池包包括：箱体，所述箱体的顶部敞开；盖体，所述盖体设在所述箱体的顶部，所述盖体为金属件，所述散热结构设在所述盖体的上表面上。
20.根据本发明的一些实施例，所述散热结构的上表面上设有多个固定板，多个所述固定板沿所述散热结构的所述连接片的长度方向间隔设置，所述散热结构通过多个所述固定板与所述电池包可拆卸地相连。
21.根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：车体，所述车体内设有金属底板；电池包组件，所述电池包组件为根据本发明上述第二方面实施例的电池包组件，所述电池包组件设在所述车体内且位于所述金属底板的下方，所述电池包组件的所述散热结构压紧在所述金属底板和所述电池包之间。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1是根据本发明实施例的散热结构的示意图；
25.图2是根据本发明实施例的散热结构的连接片和散热管的剖面图；
26.图3是根据本发明实施例的电池包组件的示意图；
27.图4是根据本发明实施例的电池包组件的爆炸图；
28.图5是根据本发明实施例的电池包组件的固定板的示意图；
29.图6是根据本发明实施例的车辆的金属底板和电池包组件的示意图；
30.图7是根据本发明实施例的车辆的金属底板和电池包组件的爆炸图；
31.图8是根据本发明实施例的车辆的金属底板和电池包组件的装配示意图；
32.图9是图8中圈示的a部的放大图。
33.附图标记：
34.100：散热结构；
35.11：连接片；12：散热管；121：管本体；122：散热层；
36.200：电池包组件；
37.21：电池包；211：箱体；212：盖体；22：固定板；221：安装孔；
38.31：金属底板。
具体实施方式
39.下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
40.下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的散热结构100。散热结构100可以应用于电池包。在本技术下面的描述中，以散热结构100应用于电池包为例进行说明。当然，本领域技术人员可以理解，散热结构100还可以应用于其它类型的需要散热的装置，而不限于电池包。
41.如图1-图9所示，根据本发明第一方面实施例的散热结构100，包括至少一个连接片11和多个散热管12。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。具体而言，多个散热管12均连接在连接片11上，具体连接方式不作限定，如可以粘接，多个散热管12沿连接片11的长度方向彼此间隔开，每个散热管12为两端敞开的中空结构。
42.例如，在图1和图2的示例中，多个散热管12可以捆扎在连接片11上，使得多个散热管12和连接片11构成一个整体，以便于整体散热结构100的安装和拆卸。多个散热管12在连接片11的长度方向上间隔设置，使得相邻两个散热管12之间具有间隙，极大增加了散热管12与空气的接触面积，从而通过间隙内的空气流动，提高了散热结构100的散热效果。而且，由于每个散热管12为沿自身的长度方向贯通的中空结构，由此，当空气在流经散热管12内部的过程中，可以进一步增加散热管12与空气的接触面积，强化散热管12与周围空气的热交换，从而进一步提高了散热结构100的散热效率，进一步提高了散热效果。
43.当散热结构100应用于电池包21时，电池包21产生的热量传递给散热结构100的多个散热管12，散热管12上的热量通过散热管12之间的间隙内的空气流动，以及空气在散热管12内部的流动，实现散热管12与周围空气的热交换，降低并控制电池包21的温度。
44.与传统的液冷系统的散热结构相比，由连接片11和多个散热管12构成的散热结构100的结构简单，散热效率高，且散热过程中无需消耗电池包21的能量，使得电池包21的能量利用率高，节能环保，成本低，同时散热管12可以独立拆装，维修方便，维护成本低，另外避免了液冷系统中发生冷却液漏液引发的安全问题。
45.根据本发明实施例的散热结构100，通过将多个散热管12沿连接片11的长度方向间隔设置，且将每个散热管12设置成两端敞开的中空结构，散热结构100的散热效率高，且散热效果好。同时由于多个散热管12均连接在连接片11上，多个散热管12与连接片11为一个整体，便于散热结构100整体的安装和拆卸，且散热结构100的结构简单，成本低。
46.根据本发明的一些实施例，每个散热管12包括管本体121和散热层122，管本体121为两端敞开的中空结构。散热层122包覆在管本体121的外周面上。参照图2，管本体121为沿自身的长度方向贯通管本体121两端端面的中空管，散热层122的横截面形状可以大致呈圆环形，散热管12可以通过散热层122连接在连接片11上。当电池包21工作时，电池包21产生的热量可以传递至散热管12，管本体121内流动的空气可以带走散热层122传导出的热量，同时通过散热层122也可以将热量散发到周围的空气中，如此，降低了电池包21的温度，保证了电池包21的性能。
47.进一步地，管本体121为弹性件，每个散热管12构造成在受到朝向连接片11的作用力时变形，且变形后的散热管12与连接片11的接触面积大于变形前的散热管12与连接片11的接触面积。通过将管本体121设置为弹性件，保证管本体121自身具有一定的弹性形变量。
如图8和图9所示，当散热结构100安装于车辆的金属底板31时，金属底板31会向下压散热结构100，由于管本体121具有一定的弹性形变量，当管本体121发生形变时，依然能够保证散热结构100的完好性，同时发生形变后的散热管12与电池包21和金属底板31的接触表面由点接触转换为面接触，增大了散热管12的导热面积，使得电池包21产生的热量可以通过散热管12变形后的大导热面与金属底板31进行散热，从而提高散热结构100的散热效果。
48.进一步地，参照图8和图9，多个散热管12均发生变形后，相邻两个散热管12之间具有间隙。例如，当散热结构100应用于电池包21时，散热管12与电池包21的接触面积增加，从而增加散热管12的导热面积。电池包21散热时，电池包21产生的热量传递给散热管12，散热管12上的热量通过间隙内的空气流动，以及空气在散热管12内部的流动，实现散热管12与周围空气的热交换，降低并控制电池包21的温度。
49.在一些可选的实施例中，管本体121包括硅胶件。硅胶件具有柔软性，可以有效地保证管本体121安装时的形变量，同时硅胶件具有电绝缘性和导热性，可以有效地保证散热结构100的散热效果。
50.在一些可选的实施例中，散热层122包括石墨烯层或金属纳米层。例如，石墨烯层或金属纳米层可以涂覆在散热管12的外周面上。石墨烯具备超高的导热性和散热性，能够有效地增加散热结构100的散热效率，提高散热效果。同样地，金属纳米层也具有超高的导热性，也能够提高散热结构100的散热效果和散热效率。
51.根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，每个散热管12的长度方向与连接片11的长度方向垂直。由此，使得散热结构100的布局简单，便于散热管12的安装。当然，每个散热管12的长度方向还可以相对于连接片11的长度方向倾斜设置(图未示出)。
52.可选地，每个散热管12的横截面形状为圆形、椭圆形、长圆形或多边形等。例如，在图2的示例中，每个散热管12的横截面形状为圆形，使得散热管12的结构简单，便于加工。当然，每个散热管12的横截面形状还可以为长圆形或矩形等，长圆形或者矩形的散热管12的厚度方向的侧面与连接片11连接，可以增加散热管12与连接片11接触面积，从而增加散热管12的导热面积，提高散热结构100的散热效果。这里，需要说明的是，长圆形为跑道型，具体地，长圆形包括两条直线段和两条弧线段，两条直线段相互平行，两条直线段的两端分别通过两条弧线段连接。
53.根据本发明的一些实施例，如图1所示，连接片11为多个，多个连接片11沿散热管12的长度方向间隔设置。由此，不仅使得整个散热结构100具有良好的稳定性和牢靠性，且有效地保证了多个散热管12的散热效果。多个连接片11位于所有的散热管12的同一侧。
54.在一些可选的实施例中，结合图1，连接片11为三个，其中两个连接片11分别位于多个散热管12的两端，另一个连接片11位于多个散热管12的长度方向的中部。由此，保证多个散热管12连接的牢靠性。
55.在一些可选的实施例中，连接片11的材质包括聚碳酸酯。pc件具有良好的耐热性和阻燃性，且成本低，同时pc件的成形收缩率低，可以有效地保证连接片11的尺寸的稳定性。
56.如图3和图4所示，根据本发明第二方面实施例的电池包组件200，包括电池包21和散热结构100。散热结构100为根据本发明上述第一方面实施例的散热结构100，散热结构100设在电池包21的外表面上。
57.根据本发明实施例的电池包组件200，通过采用本发明上述第一方面实施例的散热结构100，并将散热结构100安装在电池包21的外表面，与传统的液冷系统的散热结构相比，可以有效地提高电池包组件200的散热效果，同时散热过程中无需消耗电池包21自身的能量，增加电池包21的能量利用率，且节能环保。此外，与相关技术中的电池包应用于无液冷系统的工况下的散热方式相比，采用上述散热结构100的电池包21在散热时，空气既可以在散热管12之间的间隙流动，又可以在散热管12的内部流动，加大了散热管12与空气的接触面积，从而可以提高散热结构100的散热效果。
58.根据本发明的一些实施例，电池包21包括箱体211和盖体212，箱体211的顶部敞开，盖体212设在箱体211的顶部，盖体212为金属件，散热结构100设在盖体212的上表面上。例如，参照图3和图4，箱体211大致呈顶部敞开的矩形，使得箱体211结构简单，便于加工。盖体212安装在箱体211的顶部，散热结构100的连接片11可以与盖体212的上表面接触。当电池包21工作时，电池包21产生的热量通过盖体212传递给散热结构100的多个散热管12，多个散热管12通过空气的流动对电池包21进行散热，降低并控制电池包21的温度，提升电池包21的性能，延长电池包21的使用寿命。
59.进一步地，散热结构100的上表面上设有多个固定板22，多个固定板22沿散热结构100的连接片11的长度方向间隔设置，散热结构100通过多个固定板22与电池包21可拆卸地相连。参照图3和图4并结合图5，散热结构100的上表面上设有三个固定板22，三个固定板22沿散热结构100的连接片11的长度方向间隔设置，其中两个固定板22分别位于三个连接片11的两端，另一个固定板22位于三个连接片11的长度方向的中部。固定板22的长度方向上的两端分别设有安装孔221，螺纹紧固件例如螺栓穿过安装孔221与电池包21的箱体211相连，以将散热结构100安装在电池包21的上表面，如此，装拆方便，且方便了散热结构100的更换。
60.根据本发明第三方面实施例的车辆，包括车体(图未示出)和电池包组件200。电池包组件200为根据本发明上述第二方面实施例的电池包组件200。其中，车辆可以为电动汽车或混合动力汽车等。
61.具体而言，车体内设有金属底板31，电池包组件200设在车体内且位于金属底板31的下方，电池包组件200的散热结构100压紧在金属底板31和电池包21之间。
62.根据本发明实施例的车辆，当散热结构100压紧在金属底板31和电池包21之间时，可以有效保证散热管12与金属底板31、电池包21均接触，从而电池包21的热量可以通过散热管12传递至金属底板31进行散热，从而达到降低电池包21使用过程中的温度的目的。
63.进一步地，当散热管12可以发生形变时，电池包组件200在安装到车辆例如电动汽车或混合动力汽车的车架上的过程中，金属底板31可以将散热管12和电池包21往下压在一起，使得散热管12与电池包21的上表面的接触由点接触转换为面接触，散热管12与金属底板31的下表面的接触由点接触转换为面接触，增加了散热管12的导热面积，从而增加了电池包组件200的散热效率。
64.根据本发明实施例的车辆的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“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，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。
66.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“安装”、“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。
67.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
68.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。