一种用于UUV的电池组及冷却装置的制作方法

一种用于uuv的电池组及冷却装置
技术领域
1.本发明涉及电池组散热技术领域，具体涉及一种用于uuv的电池组及冷却装置。


背景技术：

2.目前，现有小型uuv电池组通常安装在空间紧凑的雷段内使用，段内无空间尺寸安装风扇，通过风冷对电池组进行冷却，故基本采用自然冷却方式。当电池组较大倍率放电时，会造成电池组短时过热，可能引发单体电池热失控，进而导致整个电池组燃烧、爆炸等严重后果。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种用于uuv的电池组及冷却装置，为了解决现有技术中电池组在较大倍率放电工况下电池组短时过热的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
5.一种用于uuv的电池组冷却装置，包括：前散热端板、前毛细管焊接板、冷却毛细管、后毛细管焊接板和后散热端板，其中：
6.所述前散热端板的外侧设置有散热片，内侧铣削有连通水道，所述冷却毛细管的一端通过所述前毛细管焊接板固定，通过所述前散热端板的连通水道连通；
7.所述后散热端板的外侧设置有散热片，内侧铣削有连通水道，所述冷却毛细管的另一端通过所述后毛细管焊接板固定，通过所述后散热端板的连通水道连通；
8.所述冷却毛细管穿过uuv的单元电池，且所述冷却毛细管的穿过方向与所述单元电池中单体电池的轴向相同。
9.在此基础上，本发明还可以作如下改进：
10.所述前散热端板的底部连通水道设置有入水口，所述后散热端板的顶部连通水道设置有出水口。
11.在此基础上，本发明还可以作如下改进：
12.还包括：前螺钉和后螺钉，所述前散热端板和所述后散热端板上分别设置有螺孔，所述前螺钉用于通过所述前散热端板上的螺孔将所述前散热端板固定在所述uuv的电池架壳体的前端，所述后螺钉用于通过所述后散热端板上的螺孔将所述后散热端板固定在所述uuv的电池架壳体的后端。
13.为了解决上述技术问题，本发明还可以采用如下技术方案：
14.一种用于uuv的电池组，包括：如上述任意技术方案所述的用于uuv的电池组冷却装置，还包括：至少一个单元电池，所述单元电池包括：电池连接架、铜镀镍片和至少一个电池单体，所述电池连接架上设置有电池内孔和毛细管过孔，所述电池内孔用于固定每个所述电池单体，所述毛细管过孔用于固定冷却毛细管，所述铜镀镍片用于根据全部所述电池单体的连接关系焊接在电池单体的端面，连通不同的电池单体。
15.在此基础上，本发明还可以作如下改进：
16.还包括：绝缘片，任意两个相邻的所述单元电池之间通过所述绝缘片隔离。
17.在此基础上，本发明还可以作如下改进：
18.还包括：电池架壳体，所述电池架壳体用于放置全部所述单元电池。
19.在此基础上，本发明还可以作如下改进：
20.还包括：电源管理器、顶盖和顶螺钉，所述电源管理器设置在所述顶盖上，所述电源管理器分别与每个所述单元电池连接；所述顶盖设置有螺孔，所述顶螺钉用于通过所述顶盖的螺孔将所述顶盖固定在所述电池架壳体的顶部。
21.本发明提供的用于uuv的电池组及冷却装置，通过前毛细管焊接板和后毛细管焊接板对单元电池和冷却毛细管进行轴向固定，前散热端板和后散热端板内的连通水道与冷却毛细管形成下进上出的串联水道通过多根冷却毛细管穿过单元电池，使得电池组内部热量与冷却毛细管对流散热，由冷却液将热量带走，能够在较大倍率放电工况下实现uuv电池组的冷却，同时，前散热端板和后散热端板外端面散热片也起到散热效果，能够提高散热效率。
22.本发明附加方面的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，或通过本发明实践了解到。
附图说明
23.图1为本发明电池组冷却装置实施例提供的结构示意图；
24.图2为本发明电池组冷却装置实施例提供的毛细管锡焊结构示意图；
25.图3为本发明电池组冷却装置实施例提供的水道连接关系示意图；
26.图4为本发明电池组实施例提供的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
28.如图1所示，为本发明电池组冷却装置实施例提供的结构示意图，该用于uuv的电池组冷却装置包括：前散热端板5、前毛细管焊接板6、冷却毛细管7、后毛细管焊接板15和后散热端板13，其中：
29.前散热端板5的外侧设置有散热片，内侧铣削有连通水道，冷却毛细管7的一端通过前毛细管焊接板6固定，通过前散热端板5的连通水道连通；
30.后散热端板13的外侧设置有散热片，内侧铣削有连通水道，冷却毛细管7的另一端通过后毛细管焊接板15固定，通过后散热端板13的连通水道连通；
31.冷却毛细管7穿过uuv的单元电池8，且冷却毛细管7的穿过方向与单元电池8中单体电池的轴向相同。
32.需要说明的是，冷却毛细管7有很多根，可以根据实际需求设置在相邻的单体电池之间，具体的排布方式可以根据单体电池的排布防止设置，例如，单体电池以点阵排布为例，冷却毛细管7可以设置在相邻的4个单体电池的中间。
33.冷却毛细管7与前散热端板5和后散热端板13的连通水道构成的冷却水道可以呈连续的z字形排布，如图3所示，给出了一种示例性的水道连接关系示意图，其中，进水口可以位于前散热端板5，出水口可以位于后散热端板13，中间的回折结构位于单元电池8内。
34.可选地，前毛细管焊接板6和后毛细管焊接板15可以为黄铜薄板，冷却毛细管7可以为黄铜薄壁管。冷却毛细管7与前毛细管焊接板6和后毛细管焊接板15锡焊。
35.可选地，前散热端板5和后散热端板13为黄铜板，前散热端板5和后散热端板13内侧的连通水道将冷却毛细管7在两端板间串联，形成串联冷却水道。
36.本实施例提供的用于uuv的电池组冷却装置，通过前毛细管焊接板6和后毛细管焊接板15对单元电池8和冷却毛细管7进行轴向固定，前散热端板5和后散热端板13内的连通水道与冷却毛细管7形成下进上出的串联水道通过多根冷却毛细管7穿过单元电池8，使得电池组内部热量与冷却毛细管7对流散热，由冷却液将热量带走，能够在较大倍率放电工况下实现uuv电池组的冷却，同时，前散热端板5和后散热端板13外端面散热片也起到散热效果，能够提高散热效率。
37.可选地，在一些可能的实施方式中，前散热端板5的底部连通水道设置有入水口，后散热端板13的顶部连通水道设置有出水口。
38.冷却水道选择下进上出是为了保证水道内无空气气泡，从而不会影响散热效果。
39.可选地，在一些可能的实施方式中，如图1所示，还包括：前螺钉4和后螺钉14，前散热端板5和后散热端板13上分别设置有螺孔，前螺钉4用于通过前散热端板5上的螺孔将前散热端板5固定在uuv的电池架壳体12的前端，后螺钉14用于通过后散热端板13上的螺孔将后散热端板13固定在uuv的电池架壳体12的后端。
40.如图4所示，为本发明电池组实施例提供的结构示意图，下面结合图1，对本发明的可选实施方式进行进一步说明。
41.如图4所示，该用于uuv的电池组包括：如上述任意实施方式公开的用于uuv的电池组冷却装置，还包括：至少一个单元电池8，单元电池8包括：电池连接架2、铜镀镍片3和至少一个电池单体1，电池连接架2上设置有电池内孔和毛细管过孔，电池内孔用于固定每个电池单体1，毛细管过孔用于固定冷却毛细管7，铜镀镍片3用于根据全部电池单体1的连接关系焊接在电池单体1的端面，连通不同的电池单体1。
42.需要说明的是，单元电池8的数量可以根据实际需求设置，电池单体1依次装入电池连接架2内孔，根据单元电池8串并联关系在单元电池8两端面点焊铜镀镍片3，组成单元电池8。
43.例如，该电池组为14串9并，由3个单元电池8组成，每个单元电池8又由42节电池单体1，电池单体1可以采用松下18650聚合物锂离子电池串并联而成，共计126节电池单体1。82根冷却毛细管7从单元电池8穿过，在前散热端板5和后散热端板13形成由下之上串联冷却水道。
44.将42节电池单体1依次装入电池连接架2内孔。电池连接架2内孔尺寸为负公差，电池单体1与电池连接架2为紧配合，产生固定效果。电池连接架2内孔间距大于电池单体1直径，电池单体1之间存在间隙，具有良好绝缘效果及散热条件。根据电池组串并联关系在单元电池8两端面点焊铜镀镍片3，组成单元电池8。
45.3个单元电池8分别焊接电压检测排线，然后装入电池架壳体12中。相邻的单元电
池8之间使用1个绝缘片9相隔。将82根冷却毛细管7依次穿过3个单元电池8的电池连接架2毛细管过孔，与两端毛细管焊接板锡焊。
46.通过前螺钉4、后螺钉14分别将前散热端板5和后散热端板13固定在电池架壳体12上，与冷却毛细管7共同形成如图3所示的下进上出的串联冷却水道。前散热端板5和后散热端板13不仅对单元电池8和冷却毛细管7起轴向固定作用，其外端面散热片还起到散热效果。
47.使用顶螺钉10将电源管理器16及顶盖11固定在电池架壳体12顶端，排线连接电池管理器，组成电池组。
48.可选地，电池连接架2采用abs塑料整体开模成型或尼龙3d打印。
49.应理解，电池单体1安装孔距略大于电池单体1直径，电池单体1之间有间隙相隔，便于散热；设计有毛细管过孔，对冷却毛细管7起径向限位作用。
50.焊接排线后，如图1所示，单元电池8推入电池架壳体12中，多个单元电池8之间使用绝缘片9隔离。冷却毛细管7依次穿过单元电池8的电池连接架2的毛细管过孔，与两端毛细管焊接板锡焊。冷却毛细管7的直径略小于电池连接架2毛细管过孔直径，径向具有一定间隙，便于安装，冷却毛细管7的长度比电池架壳体12略微长2mm～3mm，保证两端略微凸出毛细管焊接板，便于锡焊。
51.应理解，前毛细管焊接板6和后毛细管焊接板15具有与电池连接架2毛细管过孔相对应的毛细管锡焊孔位。
52.如图2所示，为本发明电池组冷却装置实施例提供的毛细管锡焊结构示意图，图中的锡焊点位置与电池连接架2毛细管过孔位置相对应。
53.通过电池连接架2的使用，可以最大程度保证电池单体1散热效果及起到冷却毛细管7径向限位作用。
54.本实施例提供的用于uuv的电池组，通过前毛细管焊接板6和后毛细管焊接板15对单元电池8和冷却毛细管7进行轴向固定，前散热端板5和后散热端板13内的连通水道与冷却毛细管7形成下进上出的串联水道通过多根冷却毛细管7穿过单元电池8，使得电池组内部热量与冷却毛细管7对流散热，由冷却液将热量带走，能够在较大倍率放电工况下实现uuv电池组的冷却，同时，前散热端板5和后散热端板13外端面散热片也起到散热效果，能够提高散热效率。
55.可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：绝缘片9，任意两个相邻的单元电池8之间通过绝缘片9隔离。
56.可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：电池架壳体12，电池架壳体12用于放置全部单元电池8。
57.可选地，在一些可能的实施方式中，还包括：电源管理器16、顶盖11和顶螺钉10，电源管理器16设置在顶盖11上，电源管理器16分别与每个单元电池8连接；顶盖11设置有螺孔，顶螺钉10用于通过顶盖11的螺孔将顶盖11固定在电池架壳体12的顶部。
58.可选地，在一些可能的实施方式中，可以包括如上各实施方式的全部或部分。
59.应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明中，对上述术语的示意性表述不
必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式相结合。此外，在不互相矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的部分特征进行结合和组合。
60.当然，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。