[发明专利]一种含石墨烯铜的超导散热装置

权利要求书

1.一种含石墨烯铜的超导散热装置，其特征在于，包括：散热箱，所述散热箱底部设置底板(1)，所述底板(1)上表面设置支撑块(2)，所述支撑块(2)上端设置电池包组件(3)，所述散热箱内壁均设置散热片(4)，所述散热片(4)外部设置石墨烯铜层，所述散热片(4)朝向所述电池包组件(3)一侧设置导热板(5)，所述导热板(5)朝向所述电池包组件(3)一侧与所述电池包组件(3)外壁贴合，所述底板(1)内设置进气口(6)，所述进气口(6)上下两端分别贯穿所述底板(1)上表面与下表面，所述进气口(6)内设置有第一冷却扇(7)；

所述底板(1)下表面设置有冷却箱(14)，冷却箱(14)上表面设置有第一通孔(15)，所述冷却箱(14)通过所述第一通孔(15)与所述进气口(6)连通，所述冷却箱(14)下表面设置有第二通孔，所述第二通孔与所述冷却箱(14)内部连通，所述第二通孔内设置滤网(16)；

所述冷却箱(14)内设置有干冰存放箱(37)，所述干冰存放箱(37)内设置干冰，所述干冰存放箱(37)上端设置出气管(38)，所述出气管(38)与所述干冰存放箱(37)内部连通，所述出气管(38)内设置有自动排气阀；还包括：

第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述电池包组件(3)外侧壁，用于检测所述电池包组件(3)外侧壁的实时温度；

第二温度传感器，所述第二温度传感器设置在所述散热片(4)外壁，用于检测所述散热片(4)外壁的实时温度；

第三温度传感器，所述第三温度传感器设置在所述冷却箱(14)内部，用于检测所述冷却箱(14)内部的空气温度；

第四温度传感器，所述第四温度传感器设置在所述出气管(38) 处，用于检测所述出气管(38)处的气体温度；

流速调节器，所述流速调节器设置在所述出气管(38)处，所述流速调节器能够检测所述出气管(38)处气体流出的实际流速，并且所述流速调节器能够调节所述出气管(38)处的气体流速；

控制器，所述控制器设置在所述冷却箱(14)内，所述控制器分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器、所述流速调节器及所述自动排气阀电性连接；

所述控制器基于所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器控制所述流速调节器工作，包括以下步骤：

步骤1：当所述第一温度传感器检测的所述电池包组件(3)外侧壁的实时温度大于预设最高温度时，所述控制器控制所述自动排气阀开启；

步骤2：在预设时长内，所述电池包组件(3)外侧壁温度降低至预设最低温度，基于所述第一温度传感器的检测值，计算所述电池包组件(3)外侧壁温度降低至预设最低温度时散发的总热量：

Q₁＝C₁·m₁·(T₁-T₀) (1)

其中，Q₁为所述电池包组件(3)外侧壁温度降低至预设最低温度时散发的总热量，C₁为所述电池包组件(3)的平均比热容，m₁为所述电池包组件(3)的质量，T₁为所述第一温度传感器检测的所述电池包组件(3)外侧壁的实时温度，T₀为所述电池包组件(3)外侧壁的预设最低温度；

步骤3：基于所述第二温度传感器、所述第三温度传感器、所述第四温度传感器的检测值，通过公式(2)计算所述出气管(38)处气体流出的目标流速：

其中，v₁为所述出气管(38)处气体流出的目标流速，C₂为所述冷却箱(14)内空气的比热容，ρ₁为所述冷却箱(14)内的空气密度，δ₁为所述第一冷却扇(7)的预设风量，t₁为所述预设时长，T₃为所述第三温度传感器检测的所述冷却箱(14)内部的空气温度，η₁为所述第一冷却扇(7)的预设冷却效率，ε₁为第一预设权重系数，S₁为所述散热片(4)的总表面积，T₂为所述第二温度传感器检测的所述散热片(4)外壁的实时温度，L为所述散热片(4)的长度，γ为所述散热片(4)的导热系数，ω₁为所述散热片(4)的换热系数，G_r为格拉晓夫数，P_r为普朗特数，ε₂为第二预设权重系数，C₃为所述出气管(38)处排出气体的比热容，ρ₂为所述出气管(38)处排出气体的密度，S₂为所述出气管(38)的出口面积，T₄为所述第四温度传感器检测的所述出气管(38)处的气体温度，ε₃为第三预设权重系数；

步骤4：基于步骤3的计算结果，控制器控制所述流速调节器将所述出气管(38)处气体流出的实际流速调节至所述出气管(38)处气体流出的目标流速。