用于控制電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)，以有效地控制將電子件容納在其中的殼體的熱導率。
【背景技術】
[0002]最近，安裝在車輛中的電子件及其隨后的大規(guī)模集成的數目在增加。此外，車用電池(一種主要供電電子件)中熱量的產生已經成為車輛中的嚴重問題。
[0003]具體地，在環(huán)保型車輛如電動車輛或混合動力車輛中，電池系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是測定車輛市場性的主要因素。因此，將電池系統(tǒng)維持在適當的溫度范圍內是比較重要，以防止電池性能由于外部溫度變化而降低。
[0004]一般而言，已知當溫度降低至-10°C以下時，鋰離子電池的能量和輸出迅速下降。例如，關于鋰離子電池如18650電池，據報道，與20 °C的環(huán)境(G.Nagasubramanian,J Appl Electrochem, 31,99, (2001))相比，在_40°C的環(huán)境中能夠傳遞僅5%的能量密度和12.5%的輸出密度。此外，據報道，在低溫環(huán)境下鋰離子電池能夠正常放電，但不能適當地充電(C.K.Huang, J.S.Sakamoto, J.Wolfenstine and S.Surampudi, J.Electrochem.Soc.147 (2000) 2893 ；S.S.Zhang, K.Xu and T.R.Jow, Electrochim.Acta 48 (2002) 241)。
[0005]還報道，在低溫環(huán)境中，鋰離子電池性能降低的原因是電解質離子導電率的降低、在石墨表面上形成的固態(tài)電解質膜、鋰離子到石墨的低擴散性、電解質與電極之間的界面處電荷傳遞電阻的增加等(S.S.Zhang, K.Xu and T.R.Jow, J Power Sources 115，137(2003))。為了解決這些問題，通常需要其他的熱絕緣用于維持適當溫度范圍內的電池溫度。
[0006]此外，雖然低溫環(huán)境中電池的輸出和性能的降低已經出現(xiàn)了上述問題，但在實際操作溫度是高溫的環(huán)境中，電池的熱逸散現(xiàn)象也成為問題。
[0007]因此，為了防止電池性能因外部溫度的各種變化而降低，應當將電池系統(tǒng)的溫度維持在適當的溫度范圍內。為此，需要開發(fā)一種技術，該技術即使在低溫環(huán)境中也能將電池系統(tǒng)的溫度維持在適當的溫度范圍內同時在一般天氣條件下保持具有良好的熱消散性能。
[0008]具體地，在環(huán)保型車輛如電動車輛或混合動力車輛中，因為電池是車輛的主要電源，所以電池的輸出和性能的降低直接導致車輛性能的降低。在相關技術中，為了解決用于車輛的電子件的熱量產生問題，具體地，已經積極地研發(fā)出一種電池系統(tǒng)，以使用包含具有良好熱導率的填料的復合材料研發(fā)形成殼體。
[0009]然而，根據相關技術的熱消散型復合材料局限于對熱導率的改進，并且在通過注入成型工藝制造的殼體的情況下，由于填料在注入方向上的定向而發(fā)生熱導率各向異性。通常，厚度方向上的熱導率是注入方向上的熱導率的約1/3至1/4，并且由此熱導率非常低。
[0010]為了有效的熱消散，必須形成適用于殼體零件的形狀和性能的熱傳遞路徑，以通過對流獲得良好的熱消散效果，并且生產用于電子件的大多數殼體以增強厚度方向上的熱傳遞性能，以便提高熱消散效率。
[0011]對于電池模塊，電池性能的降低根據實際操作環(huán)境和溫度發(fā)生。一般而言，電池在高溫下的熱逸散現(xiàn)象成為問題，并且低溫環(huán)境中電池輸出降低已經成為最嚴重的問題。
[0012]因此，相關技術中的熱控制材料只注重于僅從熱消散角度改善材料的熱導率，而在需要熱絕緣的情況下，通過使用具有低熱導率的泡沫或塑料來制造殼體。
[0013]這不能有效地應對其中單一零件需要熱絕緣和熱消散的變化環(huán)境，并且在良好的熱絕緣情況下，出現(xiàn)熱消散問題，并且在良好的熱消散情況下，由于高熱導率而出現(xiàn)熱絕緣問題。
[0014]即在相關技術中，為了同時解決熱消散和熱絕緣問題，殼體由絕緣材料制成，然后增加鼓風機的能力或使用水冷卻系統(tǒng)(水冷卻型)以增強熱消散性能并解決熱消散問題。然而，這些解決方案導致系統(tǒng)整體重量的增加。
[0015]為了解決相關技術中的問題，需要開發(fā)一種用于轉換/改變熱導率的技術，以根據周圍的環(huán)境控制熱導率，并且需要開發(fā)一種具有轉換熱導率同時具有電子件所需的絕緣性能的材料。
[0016]本【背景技術】部分中公開的上述信息僅為加強對本發(fā)明的【背景技術】的理解，并且因此，其可包含并未形成該地區(qū)中本領域普通技術人員已經已知的現(xiàn)有技術的信息。

【發(fā)明內容】

[0017]本發(fā)明提供用于控制電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)，其通過控制填充電子件殼體的中空部分的液體中絕緣磁性顆粒的定向能夠改變殼體的熱導率。
[0018]一方面，本發(fā)明提供用于控制電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)，包括:為了控制用于電子件的殼體的熱導率，填充在殼體的外壁體與內壁體之間形成的中空部分的液體；以及磁場產生元件，其連接至內壁體的外表面，其中絕緣磁性顆粒分散在填充液體中，并且絕緣磁性顆粒的定向根據由磁場產生元件施加的磁場方向而改變，從而控制殼體的熱導率。
[0019]在一個不例性實施方式中，用于控制電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)可以進一步包括供電單元，該供電單元用于將電流施加到磁場產生元件。供電單元可在正向上施加電流以使絕緣磁性顆粒定向，或者可在反向上施加電流以釋放或改變絕緣磁性顆粒的定向。
[0020]在另一示例性實施方式中，作為磁場產生元件，可以使用選自由繞組型螺線管(winding type solenoid)、線型螺線管、以及環(huán)型螺線管(loop type solenoid)所構成的組中的一種，或者可同時使用其兩種以上。
[0021]在又一示例性實施方式中，絕緣磁性顆粒可以是在其表面上涂覆有電絕緣型導熱顆粒的橢圓形磁性顆粒。
[0022]在再一示例性實施方式中，填充液體可以是硅油，并且使用選自由氮化硼、氧化鋁、以及氧化鎂構成的組中的任一種涂覆選自由鐵(Fe)、鈷(Co)、以及鎳(Ni)構成的組中的任一種的表面可制成絕緣磁性顆粒。
[0023]有利地，用于控制根據本公開的電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)能夠控制電子件殼體的熱導率，以通過將磁場施加到電子件殼體的中空部分內的液體而根據周圍環(huán)境變化，并且由此在沒有額外加熱設備的情況下，確保電子件溫度的持久性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0024]現(xiàn)將參照下文中僅通過示例給出的附圖示出的其某些示例性實施方式詳細地描述本發(fā)明的上述特征和其他特征，而不是限制本發(fā)明，并且其中:
[0025]圖1是示出用于控制根據本公開一個示例性實施方式的電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)的不圖；
[0026]圖2是圖1中“A”部分的放大圖，并且是示出根據本公開一個示例性實施方式通過磁場使填充液體中絕緣磁性顆粒定向的示圖；
[0027]圖3是示出根據本公開一個示例性實施方式通過磁場產生元件而形成磁場的方向的示圖；
[0028]圖4至圖6是示出在用于控制根據本公開一個示例性實施方式的電子件殼體的熱導率的系統(tǒng)中使用的螺線管類型的示圖。
[0029]附圖中給出的參考標號包括提及的下面進一步所討論的下列元件:
[0030]1:殼體 2:外壁體
[0031]3:內壁體4:填料
[0032]5:磁場產生元件
[0033]應理解的是，附圖無須按比例繪制，其呈現(xiàn)了說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的某些簡化畫法。將通過具體預期的應用和使用環(huán)境部分地確定本文中公開的本發(fā)明的具體設計特征，包括如具體尺寸、定向、位置、以及形狀。
[0034]在附圖中，參考標號指貫穿附圖的幾幅圖中的本發(fā)明的相同或等同零件。
【具體實施方式】
[0035]在下文中，將描述本公開以使本領域中技術人員容易實施。
[0036]應理解的是，本文使用的術語“車輛”或“車輛的”或其他相似術語通常包括機動車輛如包括運動型多用途車(sports utility vehicles) (SUV)的客車、公共汽車、卡車、各種商用車輛、包括各種船舶(boats and ships)的船只、飛機等,并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力車輛(plug-1n hybrid el