【技术实现步骤摘要】
本公开涉及调控热量的热开关，尤其涉及一种热开关工作单元、热开关及其制备方法，和包括该热开关的电池模组。
技术介绍
1、热失控与低温下的性能下降是当前电子产品、航天、电动车和建筑领域电池的核心热控问题，会导致巨大的安全隐患和电池性能低下。在不同的环境温度和工况下，电池有时(充电或运转高温时)需要高效散热，有时(低温天气时)需要保温来实现最优的充放电状态，延长里程。
2、由于上述热失控及性能下降的原因导致新能源电车的里程问题也一直是大家关注的焦点。而动力电池的充放电温度决定了电池使用效率，因此，电池模组的温度控制是保证新能源汽车续航的一个重要环节。当前的主要调控方式是通过在电池模组中安装加热和制冷的空调系统(热泵装置)，来帮助电池部分控制温度。但是空调系统(热泵装置)的运转本身也消耗电量，无形之间就减少了电动车续航里程。因此，电制热开关在不损耗能量的情况下实现热导率切换，实现动态温度调控，对电动车续航问题拥有巨大的意义。
3、目前的热开关方式大致包括气相热开关(直导通过调整两部件接触与不接触，通过不接触时的中间气体隔热)，相变热开关(通过不同相态的热物性差异来调控传热)以及其他使用新材料压缩(采用泡沫石墨烯压缩)的开关技术。除相变热开关受限于工作温度以外，另外两种热开关方案都需要通过传导面移动来实现开关控制，这对于大部分集成结构来说都十分困难，并且容易引入新的问题。因此，当前市场迫切的需要一个控制热量传输方向同时不耗费过多能量，且可以快速方便操作的热量调控机制。
技术实现思路>
1、本公开实施例提供一种热开关工作单元，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。
2、作为本公开实施例的一个方面，提供一种热开关工作单元，该热开关工作单元包括相对设置的第一基板和第二基板；位于上述第一基板朝向第二基板表面的微悬臂梁；位于上述第二基板朝向上述第一基板表面的电极；和位于上述第一基板和第二基板之间的真空腔；其中，上述微悬臂梁包括位于上述第一基板表面的第一部分和悬空的第二部分。
3、在一些可能的实现方式中，当上述热开关工作单元不通电时，上述微悬臂梁的第二部分保持悬空，当上述热开关工作单元通电时，上述微悬臂梁的第二部分与上述电极连接。
4、在一些可能的实现方式中，上述微悬臂梁的导热系数不低于100w/(m·k)。
5、在一些可能的实现方式中，上述微悬臂梁由选自石墨烯和金属导热材料中的一种或多种形成。
6、在一些可能的实现方式中，上述微悬臂梁的第二部分在第二基板上的正投影位于上述电极在上述第二基板上的正投影面积范围内。
7、在一些可能的实现方式中，上述微悬臂梁的第二部分长度不小于100μm。
8、在一些可能的实现方式中，在上述第一基板和第二基板之间，在上述电极周围设置有多个间隔物，用于支撑上述第一基板和第二基板。
9、作为本公开实施例的另一个方面，本公开实施例提供一种热开关，包括至少一个上述热开关工作单元。
10、作为本公开实施例的另一个方面，本公开实施例提供一种热开关的制备方法，包括以下步骤：在第一基板的第一表面形成牺牲材料层，并图形化形成牺牲层；在上述牺牲层和上述第一基板表面设置导热膜；去除上述牺牲层，将上述导热膜制成微悬臂梁；在第二基板表面形成电极；将第一基板和第二基板进行真空封装，以在上述第一基板和第二基板之间形成真空腔。
11、在一些可能的实现方式中，在进行上述真空封装之前，还包括在上述第二基板上，在上述电极周围设置至少一个间隔物，用于支撑第一基板和第二基板。
12、在一些可能的实现方式中，上述牺牲层由光刻胶形成。
13、在一些可能的实现方式中，上述导热膜通过将氧化石墨烯分散液涂布在所述第一基板上，经过蒸发和烧结制得。
14、作为本公开实施例的另一个方面，本公开实施例还提供了一种电池模组，包括上述热开关。
15、本公开实施例中的热开关通过电极调控作为“热桥”的微悬臂梁，在两个基板之间进行导通与断开的切换，从而实现热流控制。与现有的其他热开关比起来，本专利技术的热开关不采用液态物质、相变物质，没有汽化风险，对工作温度完全没有要求，且可以实现快速切换，不需要传导面移位，可实现大规模集成，易于加工，能大幅降低成本。
16、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本公开进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
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1.一种热开关工作单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，当所述热开关工作单元不通电时，所述微悬臂梁的第二部分保持悬空，当所述热开关工作单元通电时，所述微悬臂梁的第二部分与所述电极连接。
3.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的导热系数不低于100W/(m·k)。
4.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁由选自石墨烯和金属导热材料中的一种或多种形成。
5.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的第二部分在第二基板上的正投影位于所述电极在所述第二基板上的正投影面积范围内。
6.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的第二部分长度不小于100μm。
7.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，在所述第一基板和第二基板之间，在所述电极周围设置有多个间隔物，用于支撑所述第一基板和第二基板。
8.一种热开关，包括至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的热开关工作单元。<...
【技术特征摘要】
1.一种热开关工作单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，当所述热开关工作单元不通电时，所述微悬臂梁的第二部分保持悬空，当所述热开关工作单元通电时，所述微悬臂梁的第二部分与所述电极连接。
3.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的导热系数不低于100w/(m·k)。
4.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁由选自石墨烯和金属导热材料中的一种或多种形成。
5.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的第二部分在第二基板上的正投影位于所述电极在所述第二基板上的正投影面积范围内。
6.根据权利要求1所述的热开关工作单元，其特征在于，所述微悬臂梁的第二部分长度不小于100μm。
【专利技术属性】
技术研发人员：彭骥，史迎利，陈江博，孟虎，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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