[發明專利]一種含石墨烯銅的超導散熱裝置

有效

• 申請號: 202110538927.0
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113517491B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 賈濤;洪旺;周若楠;習向智;楊粉麗;李蔓
• 申請（專利權）人: 深圳市黑金工業制造有限公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/625;H01M10/653;H01M10/6554;H01M10/6563;B60L5/26
• 代理公司: 北京廣技專利代理事務所(特殊普通合伙) 11842
• 代理人: 張國香

1.一種含石墨烯銅的超導散熱裝置，其特征在于，包括：散熱箱，所述散熱箱底部設置底板(1)，所述底板(1)上表面設置支撐塊(2)，所述支撐塊(2)上端設置電池包組件(3)，所述散熱箱內壁均設置散熱片(4)，所述散熱片(4)外部設置石墨烯銅層，所述散熱片(4)朝向所述電池包組件(3)一側設置導熱板(5)，所述導熱板(5)朝向所述電池包組件(3)一側與所述電池包組件(3)外壁貼合，所述底板(1)內設置進氣口(6)，所述進氣口(6)上下兩端分別貫穿所述底板(1)上表面與下表面，所述進氣口(6)內設置有第一冷卻扇(7)；

所述底板(1)下表面設置有冷卻箱(14)，冷卻箱(14)上表面設置有第一通孔(15)，所述冷卻箱(14)通過所述第一通孔(15)與所述進氣口(6)連通，所述冷卻箱(14)下表面設置有第二通孔，所述第二通孔與所述冷卻箱(14)內部連通，所述第二通孔內設置濾網(16)；

所述冷卻箱(14)內設置有干冰存放箱(37)，所述干冰存放箱(37)內設置干冰，所述干冰存放箱(37)上端設置出氣管(38)，所述出氣管(38)與所述干冰存放箱(37)內部連通，所述出氣管(38)內設置有自動排氣閥；還包括：

第一溫度傳感器，所述第一溫度傳感器設置在所述電池包組件(3)外側壁，用于檢測所述電池包組件(3)外側壁的實時溫度；

第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器設置在所述散熱片(4)外壁，用于檢測所述散熱片(4)外壁的實時溫度；

第三溫度傳感器，所述第三溫度傳感器設置在所述冷卻箱(14)內部，用于檢測所述冷卻箱(14)內部的空氣溫度；

第四溫度傳感器，所述第四溫度傳感器設置在所述出氣管(38) 處，用于檢測所述出氣管(38)處的氣體溫度；

流速調節器，所述流速調節器設置在所述出氣管(38)處，所述流速調節器能夠檢測所述出氣管(38)處氣體流出的實際流速，并且所述流速調節器能夠調節所述出氣管(38)處的氣體流速；

控制器，所述控制器設置在所述冷卻箱(14)內，所述控制器分別與所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器、所述第三溫度傳感器、所述第四溫度傳感器、所述流速調節器及所述自動排氣閥電性連接；

所述控制器基于所述第一溫度傳感器、所述第二溫度傳感器、所述第三溫度傳感器、所述第四溫度傳感器控制所述流速調節器工作，包括以下步驟：

步驟1：當所述第一溫度傳感器檢測的所述電池包組件(3)外側壁的實時溫度大于預設最高溫度時，所述控制器控制所述自動排氣閥開啟；

步驟2：在預設時長內，所述電池包組件(3)外側壁溫度降低至預設最低溫度，基于所述第一溫度傳感器的檢測值，計算所述電池包組件(3)外側壁溫度降低至預設最低溫度時散發的總熱量：

Q₁＝C₁·m₁·(T₁-T₀) (1)

其中，Q₁為所述電池包組件(3)外側壁溫度降低至預設最低溫度時散發的總熱量，C₁為所述電池包組件(3)的平均比熱容，m₁為所述電池包組件(3)的質量，T₁為所述第一溫度傳感器檢測的所述電池包組件(3)外側壁的實時溫度，T₀為所述電池包組件(3)外側壁的預設最低溫度；

步驟3：基于所述第二溫度傳感器、所述第三溫度傳感器、所述第四溫度傳感器的檢測值，通過公式(2)計算所述出氣管(38)處氣體流出的目標流速：

其中，v₁為所述出氣管(38)處氣體流出的目標流速，C₂為所述冷卻箱(14)內空氣的比熱容，ρ₁為所述冷卻箱(14)內的空氣密度，δ₁為所述第一冷卻扇(7)的預設風量，t₁為所述預設時長，T₃為所述第三溫度傳感器檢測的所述冷卻箱(14)內部的空氣溫度，η₁為所述第一冷卻扇(7)的預設冷卻效率，ε₁為第一預設權重系數，S₁為所述散熱片(4)的總表面積，T₂為所述第二溫度傳感器檢測的所述散熱片(4)外壁的實時溫度，L為所述散熱片(4)的長度，γ為所述散熱片(4)的導熱系數，ω₁為所述散熱片(4)的換熱系數，G_r為格拉曉夫數，P_r為普朗特數，ε₂為第二預設權重系數，C₃為所述出氣管(38)處排出氣體的比熱容，ρ₂為所述出氣管(38)處排出氣體的密度，S₂為所述出氣管(38)的出口面積，T₄為所述第四溫度傳感器檢測的所述出氣管(38)處的氣體溫度，ε₃為第三預設權重系數；

步驟4：基于步驟3的計算結果，控制器控制所述流速調節器將所述出氣管(38)處氣體流出的實際流速調節至所述出氣管(38)處氣體流出的目標流速。