溫控板,溫控板的使用和加工溫控板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一個如獨(dú)立權(quán)利要求所述的溫控板。
【背景技術(shù)】
[0002]由DE 10 2011 002 415 Al已知用于一個或多個原電池的溫控板。為了改善電池溫控以及降低成本和重量，該溫控板包括至少一用于排熱的段，它由復(fù)合塑料構(gòu)成，它包括至少一種用于提高導(dǎo)熱性的添加劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]與其相比，按照本發(fā)明的溫控板的優(yōu)點(diǎn)是，通過對于加工使用的團(tuán)狀模塑料的組分能夠使溫控板以特別薄的和/或曲折的段加工。例如能夠加工厚度< 0.5_的段。這由此實(shí)現(xiàn)，使材料在注塑模具里面加工溫控板時具有微小的粘度。由此例如可以制成具有冷卻筋和冷卻腿的溫控板。
[0004]這一點(diǎn)由此實(shí)現(xiàn)，按照本發(fā)明的溫控板具有至少一用于導(dǎo)熱的段，它由熱固性的團(tuán)狀模塑料制成，其中所述熱固性的團(tuán)狀模塑料包括50-70%的能導(dǎo)熱的固體顆粒和10-20%的導(dǎo)熱的金屬纖維。
[0005]在此已經(jīng)通過能導(dǎo)熱的固體顆粒替換按照標(biāo)準(zhǔn)用于熱固性團(tuán)狀模塑料的填充物二氧化鎂。此外已經(jīng)通過能導(dǎo)熱的金屬纖維部分地替換同樣按照標(biāo)準(zhǔn)使用的玻璃纖維。
[0006]因此得到至少一個用于導(dǎo)熱的溫控板段的組分，它位于下面的范圍:
50-70%的能導(dǎo)熱的固體顆粒
10-20%的導(dǎo)熱的金屬纖維 5-10%的玻璃纖維 20-40%的樹脂
1-5%的收縮補(bǔ)償劑(熔解的熱塑塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯)
1-3%的還原劑(硬化劑)
0-2%的分離劑(硬脂酸)
穩(wěn)定劑< 0.1%
百分比含量是重量百分比。由上述范圍這樣選擇組分，使得得到總和為100%。
[0007]在此所述的制成至少一用于導(dǎo)熱的按照本發(fā)明的溫控板段的團(tuán)狀模塑料優(yōu)選包括55-65%的能導(dǎo)熱的固體顆粒和12-18%的導(dǎo)熱的金屬纖維，且特別優(yōu)選58-62%的能導(dǎo)熱的固體顆粒和14-16%的導(dǎo)熱的金屬纖維。
[0008]與在DE 10 2011 002 415 Al中公開的用于導(dǎo)熱的溫控板段組分相比，按照本發(fā)明的具有獨(dú)立權(quán)利要求特征的、用于導(dǎo)熱的溫控板的至少一個段具有由復(fù)合塑料和至少一種用于提高導(dǎo)熱性的添加劑組成的組分，它顯示出特殊的工藝效果和優(yōu)點(diǎn)。
[0009]按照本發(fā)明的溫控板的另一優(yōu)點(diǎn)是，通過上述的組分使加工成本降低到特別微少，因?yàn)閳F(tuán)狀模塑料通常是成本有利的材料。
[0010]具有上述組分的材料還導(dǎo)致，在注塑模具中用于加工溫控板需要這樣微小的流動力，使得可以使用多腔注塑模具。由此進(jìn)一步降低加工成本。
[0011]特別有利的是，具有上述組分的材料在注塑模具中具有微小的粘度，盡管同時含有高含量的填充物。高含量的能導(dǎo)熱的固體顆粒和導(dǎo)熱的金屬纖維導(dǎo)致，所述溫控板在至少一用于導(dǎo)熱的段里面達(dá)到特別高的導(dǎo)熱性。
[0012]上述材料還具有優(yōu)點(diǎn)，這種材料具有特別高的介質(zhì)耐抗性。它尤其耐抗冷卻劑，它們?yōu)榱伺艧嵩跍乜匕謇锩婊蚱涮幨褂?。因此按照本發(fā)明的溫控板具有特別長的使用壽命。
[0013]所述介質(zhì)耐抗性還導(dǎo)致特別高的形狀穩(wěn)定性。因?yàn)榫哂猩鲜鼋M分的材料同樣趨于不接收水。因此避免溫控板膨脹并且實(shí)現(xiàn)特別好的平面度。在形狀穩(wěn)定性方面按照標(biāo)準(zhǔn)DIN EN ISO 178例如達(dá)到彎曲強(qiáng)度彡lOOMPa，彈性模量彡12000MPa。在平面度方面例如對于200mmxl00mm尺寸的溫控板達(dá)到按照DIN EN 485-3的平面度誤差±0.2mm。
[0014]上述的材料還具有優(yōu)點(diǎn)，它在交聯(lián)(聚合)時在注塑模具里面沒有收縮或者正(主動)收縮，即膨脹。這導(dǎo)致沒有變形地成形并且同樣導(dǎo)致成形表面的特別高的平面度。
[0015]所述溫控板的特別好且持久的平面度有利地導(dǎo)致，與要被溫控的物體(它例如可以是用于蓄電池系統(tǒng)的鋰離子電池)的接觸面是特別大的，并且也在溫控板使用期間保持。
[0016]此外所述溫控板通過使用具有上述組分的材料具有特別高的耐溫性。在按照標(biāo)準(zhǔn)DIN EN 60695-10-2:2013-12進(jìn)行球體壓力檢驗(yàn)時耐溫性達(dá)到-60°C至180°C。由此同樣提高溫控板的使用壽命并且也能夠在高溫時使用。
[0017]所給出的組分的另一優(yōu)點(diǎn)是，所述材料是足夠電絕緣的，用于例如在按照本發(fā)明的溫控板用于蓄電池溫控使用時避免短路。
[0018]通過在從屬權(quán)利要求中描述的措施能夠?qū)崿F(xiàn)在主權(quán)利要求中給出的溫控板的有利擴(kuò)展方案和改進(jìn)。
[0019]特別有利的是，所述能導(dǎo)熱的固體顆粒包括由氮化硼和/或氫氧化鋁和/或氫氧化鎂制成的顆粒。由這些材料制成的固體顆粒導(dǎo)致用于排熱的溫控板段的特別高的導(dǎo)熱性。
[0020]在按照本發(fā)明的溫控板的有利改進(jìn)方案中，所述導(dǎo)熱的金屬纖維包括由銅和/或鋁和/或銀制成的纖維。它們同樣有助于用于排熱的溫控板段的特別高的導(dǎo)熱性。
[0021]在使用按照本發(fā)明的溫控板用于溫控至少一原電池時，特別明顯地顯示出按照本發(fā)明的溫控板的優(yōu)點(diǎn)。
[0022]按照本發(fā)明的用于加工按照本發(fā)明的溫控板的方法的優(yōu)點(diǎn)是，由于使用多腔注塑模具是特別成本有利的。
[0023]尤其在以溫度在140°C和170°C之間在多腔注塑模具中加工并且在多腔注塑模具中的模具內(nèi)壓為在200bar和500bar之間的情況下獲得一種具有尤其顯示出在這里所述的優(yōu)點(diǎn)的材料。
【附圖說明】
[0024]在附圖中示出本發(fā)明的實(shí)施例并且在下面詳細(xì)解釋。附圖示出:
圖1按照本發(fā)明的溫控板底面的俯視圖，
圖2按照本發(fā)明的溫控板的橫截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]按照本發(fā)明的溫控板(恒溫板)原則上可以用于溫控任何物體。該溫控板尤其不局限于平面物體的溫控，而是也可以例如具有波浪的形狀或者具有棱邊的形狀。原則上溫控(恒溫)不僅可以理解為冷卻而且可以理解為加熱。
[0026]下面以用于冷卻至少一原電池的溫控板為例描述按照本發(fā)明的溫控板。
[0027]圖1示出按照本發(fā)明的溫控板的底面4的俯視圖。在此底面4指的是，這個側(cè)面背離要冷卻的物體。在這種情況下要冷卻的物體是鋰離子電池(未示出)，它又被電池套包圍。
[0028]在這個實(shí)施例中整個溫控板I由具有上述組分的材料制成，即，整個溫控板I用于排出由鋰離子電池釋放的熱量。
[0029]溫控板I在這個實(shí)施例中具有冷卻腿2和冷卻筋3。它們與溫控板I的其余段一體地制成。
[0030]在圖2中示出在圖1中所示的按照本發(fā)明的溫控板I的橫截面圖。在這里不僅看到溫控板I的底面4，而且看到溫控板I的頂面5。溫控板I的頂面5在這個實(shí)施例中用于，與鋰離子電池的電池套建立機(jī)械接觸。
[0031]在圖2中同樣看到冷卻筋3和冷卻腿2。如同在圖1中看到的那樣，冷卻筋3形成通道6，在其中設(shè)置冷卻腿2。通道6在背離要冷卻的物體一側(cè)上通過底板7介質(zhì)密封地封閉，由此產(chǎn)生密封的溫控通道8，冷卻劑穿過通道流動并且可以有助于提高鋰離子電池的排熱。
[0032]底板7例如由傳統(tǒng)的團(tuán)狀模塑料制成，即，團(tuán)狀模塑料，其中標(biāo)準(zhǔn)填充物二氧化鎂不通過能導(dǎo)熱的固體顆粒替換，并且按照標(biāo)準(zhǔn)使用的玻璃纖維不部分地通過能導(dǎo)熱的金屬纖維替換。但是備選地也可以由與溫控板I相同的材料制成底板7。
[0033]下面給出對于可能的材料的示例，它們可以作為團(tuán)狀模塑料的各單獨(dú)組分用于加工按照本發(fā)明的溫控板I。
[0034]能導(dǎo)熱的固體顆粒:作為能導(dǎo)熱的固體顆粒例如使用由氮化硼和/或氫氧化鋁和/或氫氧化鎂制成的顆粒。它們例如具有直徑10至80 μm的顆粒。
[0035]能導(dǎo)熱的金屬纖維:作為能導(dǎo)熱的金屬纖維例如使用由銅和/或鋁和/或銀制成的纖維。它們具有例如20至50 μ m的直徑和2至7mm的長度。
[0036]玻璃纖維:所使用的玻璃纖維一般具有約10至30 μ m的直徑和約3至1mm的長度。
[0037]樹脂:作為樹脂例如可以使用一種和/或多種不飽和的聚酯樹脂(UP樹脂)和/或乙稀基醋樹脂。
[0038]收縮補(bǔ)償劑:在此例如是熔解的熱塑塑料，例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚苯乙烯(PS)。
[0039]下面給出用于加工溫控板I的團(tuán)狀模塑料的可能組分的示例。
[0040]示例 I
已經(jīng)使用具有下面組分的團(tuán)狀模塑料用于加工溫控板1:
22%UP樹脂，6%玻璃纖維，19%碳化硼，24%氫氧化鎂，13%氫氧化鋁，8%銅纖維，3%銀纖維，3%熔解的PMMA，1.5%硬化劑，0.5%硬脂酸。
[0041]示例2
已經(jīng)使用具有下面組分的團(tuán)狀模塑料用于加工溫控板1:
21%UP樹脂，5%玻璃纖維，24%碳化硼，10%氫氧化鋁，18%氫氧化鎂，5%銅纖維，3%鋁纖維，5%銀纖維，5%熔解的PMMA，3%硬化劑，1%硬脂酸。
[0042]示例3
已經(jīng)使用具有下面組分的團(tuán)狀模塑料用于加工溫控板1:
23%UP樹脂，5%玻璃纖維，25%碳化硼，15%氫氧化鎂，13%氫氧化鋁，6%銅纖維，3%鋁纖維，3%銀纖維，3%熔解的PS，2%硬化劑，2%硬脂酸。
[0043]下面給出用于在注塑模具中加工溫控板I時可能的條件示例。
[0044]已經(jīng)加工了尺寸為200mmxl00mmx2mm的板。作為材料已經(jīng)使用由上述示例I組成的團(tuán)狀模塑料。模具溫度為170°C，缸溫40°C。物質(zhì)以400cm3/s的噴射速度和500bar的保壓壓力射入到注塑模具里面。
【主權(quán)項】
1.一種溫控板(1)，其特征在于，由熱固性的團(tuán)狀模塑料制成至少一用于導(dǎo)熱的溫控板(I)段，其中所述團(tuán)狀模塑料包括50-70%的能導(dǎo)熱的固體顆粒和10-20%的導(dǎo)熱的金屬纖維。
2.如權(quán)利要求1所述的溫控板(1)，其特征在于，所述能導(dǎo)熱的固體顆粒包括由氮化硼和/或氫氧化鋁和/或氫氧化鎂制成的顆粒。
3.如上述權(quán)利要求中任一項所述的溫控板(1)，其特征在于，所述導(dǎo)熱的金屬纖維包括由銅和/或鋁和/或銀制成的纖維。
4.如上述權(quán)利要求中任一項所述的溫控板(I)用于溫控至少一原電池。
5.一種用于加工如權(quán)利要求1至3所述的溫控板(I)的方法，其中，所述溫控板(I)通過注塑在多腔注塑模具中制成。
6.如權(quán)利要求5所述的用于加工溫控板(I)的方法，其中所述多腔注塑模具的溫度為在140。。和170°C之間。
7.如權(quán)利要求5或6所述的用于加工溫控板(I)的方法，其中，在多腔注塑模具中的模具內(nèi)壓為在200bar和500bar之間。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種溫控板，其中，由熱固性的團(tuán)狀模塑料制成至少一用于導(dǎo)熱的溫控板段，其中所述團(tuán)狀模塑料包括50-70%的能導(dǎo)熱的固體顆粒和10-20%的導(dǎo)熱的金屬纖維。
【IPC分類】H01M10-653, H01M10-613
【公開號】CN104835995
【申請?zhí)枴緾N201510060043
【發(fā)明人】S.蓋澤
【申請人】羅伯特·博世有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年2月5日
【公告號】DE102014202161A1