【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電池熱管理，特別是涉及一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管及其制造方法。
技術(shù)介紹
1、隨著新能源汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展，新能源汽車電池對于長續(xù)航，快充電的需求日益增加?；诹姿徼F鋰技術(shù)的刀片電池因其厚度較薄，能夠有限的汽車空間內(nèi)安裝更多的電池，在實現(xiàn)與三元鋰電池同等水平的高能量密度的條件下，縮減了體積，增加了空間使用率。為了進一步提高空間利用率，刀片電池的長度被設(shè)計得越來越長，目前刀片電池的長寬比已經(jīng)超過了10:1。極耳是電池的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，分布在電池長度方向的兩端，用于將電芯的正負極引出，在電池充放電過程中提供接觸點。由于極耳本身具有一定的電阻，當電流通過時，極耳附近會產(chǎn)生熱量，需要及時散熱。但由于刀片電池具有長而窄的結(jié)構(gòu)，極耳附近的產(chǎn)生大量熱量，而熱量無法迅速傳導(dǎo)，這使得熱量都聚積在極耳附近，造成電池溫度分布呈“兩側(cè)高，中間低”的熱管理問題。電池溫差過大，對電池的性能釋放、使用壽命和安全性帶來挑戰(zhàn)。
2、微陣列熱管是一種換熱效率較高的換熱器，微陣列熱管內(nèi)開設(shè)有多條內(nèi)徑為0.5～1mm的微流道，工質(zhì)填充在微流道內(nèi)，由于微流道內(nèi)徑較小，因此具有較大的毛細作用力，工質(zhì)受毛細作用影響在微流道內(nèi)移動，其散熱原理是：內(nèi)部工質(zhì)在高溫區(qū)蒸發(fā)，并帶走大量熱量，在壓力差的驅(qū)動下，蒸汽向著低溫區(qū)擴散，蒸汽在低溫區(qū)凝結(jié)為液體并釋放潛熱。此外，積聚在低溫區(qū)的冷凝工質(zhì)通過毛細作用移動至高溫區(qū)，補充被燒干的區(qū)域，如此往復(fù)循環(huán)。為了使微流道具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和一致性，制造微流道時采用一體沖壓成型的工藝。
3、然而，現(xiàn)有技術(shù)方
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，提供一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管及其制造方法。
2、本專利技術(shù)所述的微陣列熱管包括殼體、若干條吸液芯和工質(zhì)；所述殼體內(nèi)部開設(shè)若干條沿其長度方向延伸的通道，對應(yīng)形成若干條陣列排布的微流道；每條吸液芯對應(yīng)設(shè)置在一條微流道內(nèi)，所述吸液芯緊貼在所述殼體的內(nèi)壁上，形成具有一內(nèi)腔的管狀結(jié)構(gòu)；
3、每條吸液芯包括從殼體壁面到微流道內(nèi)部依次設(shè)置的溝槽層、復(fù)合層和激光熔融層，所述溝槽層表面開設(shè)有若干溝槽，所述溝槽開口朝向所述微流道的通道內(nèi)部；所述復(fù)合層具有多孔結(jié)構(gòu)；所述激光熔融層包括具有多孔結(jié)構(gòu)的激光熔融物；所述工質(zhì)填充在所述溝槽層的溝槽、復(fù)合層的多孔結(jié)構(gòu)和激光熔融層的多孔結(jié)構(gòu)中。
4、本專利技術(shù)所述的微陣列熱管結(jié)構(gòu)簡單，易于成型和裝配，能夠提高軸向傳熱能力。
5、進一步地，所述激光熔融層包括若干表面覆蓋激光熔融物的微槽以及堆積在所述微槽兩側(cè)的多層激光熔融物；所述微槽橫截面形狀為v形或u形；所述工質(zhì)填充在所述微槽和所述激光熔融物的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)。
6、進一步地，所述溝槽的類型為微溝槽型、復(fù)合溝槽型、微柱型和微ω型中的一種或多種；所述復(fù)合層為絲網(wǎng)層、纖維燒結(jié)層、粉末燒結(jié)層、泡沫層中的一種或多種。
7、進一步地，提供一種刀片電池，其特征在于：包括上述微陣列熱管、電芯、絕緣端蓋、絕緣膜和極耳；所述微陣列熱管圍成兩端開口的長方體結(jié)構(gòu)，所述電芯被包裹在長方體結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述絕緣端蓋蓋設(shè)在長方體結(jié)構(gòu)兩端開口處，所述絕緣膜設(shè)置在所述電芯與微陣列熱管之間或設(shè)置在所述微陣列熱管表面，所述極耳從所述電芯兩端的正極和負極分別引出。
8、進一步地，提供一種微陣列熱管的制造方法，包括以下步驟：
9、制造具有微流道的微陣列熱管殼體；
10、在微流道內(nèi)制造吸液芯；
11、在所述吸液芯表面制造激光熔融層：將激光光源設(shè)置在微陣列熱管微流道開口的一端，調(diào)整激光的照射角度，使激光照射在吸液芯表面并從所述微流道的近端逐步延伸至遠端，在復(fù)合層表面進行掃描，通過激光控制激光熔融物的厚度、平均粒徑不同；在復(fù)合層表面進行多次掃描以形成多條微槽，得到激光熔融層；
12、向微流道中注入工質(zhì)并密封，得到微陣列熱管。
13、進一步地，所述激光的雕刻速度設(shè)置為200～600mm/s，跳轉(zhuǎn)速度為100～2000mm/s，激光能量為20～95％，激光頻率為10～30khz。
14、進一步地，在微流道內(nèi)制造吸液芯包括在微流道內(nèi)制造復(fù)合層，具體包括以下步驟：向微陣列熱管殼體中的微流道填入復(fù)合層的原料，加入對微流道和復(fù)合層原料無腐蝕性的流體，使流體將填入的復(fù)合層的原料均勻地沖散至微流道內(nèi)，在真空烘箱中將剩余流體烘干，在保護氣環(huán)境下燒結(jié)形成復(fù)合層。
15、進一步地，所述流體的流速為0.5～1l/min。
16、進一步地，在微流道內(nèi)制造復(fù)合層之前還包括以下步驟：將帶有溝槽的模具插入至微流道中，并在模具和殼體的內(nèi)壁之間填充粉末，在保護氣環(huán)境下高溫燒結(jié)，脫模，形成溝槽層。
17、進一步地，在微流道內(nèi)制造吸液芯包括在微流道內(nèi)制造復(fù)合層，具體包括以下步驟：將帶有復(fù)合層多孔結(jié)構(gòu)的模具插入至微流道中，并在模具和殼體的內(nèi)壁之間填充復(fù)合層原料，在保護氣環(huán)境下高溫燒結(jié)，脫模，形成復(fù)合層。
18、為了更好地理解和實施，下面結(jié)合附圖詳細說明本專利技術(shù)。
19、附圖說明
20、圖1為本專利技術(shù)的刀片電池結(jié)構(gòu)示意圖；
21、圖2為本專利技術(shù)微陣列熱管的的單個微流道的俯視截面示意圖；
22、圖3為圖2中a-a視角的微陣列熱管20的結(jié)構(gòu)示意圖；
23、圖4為微陣列熱管截面的放大示意圖；
24、圖5為本專利技術(shù)溝槽層23的結(jié)構(gòu)示意圖；
25、圖6為本專利技術(shù)制造激光熔融層的步驟示意圖。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護點】
1.一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：包括殼體、若干條吸液芯和工質(zhì)；所述殼體內(nèi)部開設(shè)若干條沿其長度方向延伸的通道，對應(yīng)形成若干條陣列排布的微流道；每條吸液芯對應(yīng)設(shè)置在一條微流道內(nèi)，所述吸液芯緊貼在所述殼體的內(nèi)壁上，形成具有一內(nèi)腔的管狀結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：所述激光熔融層包括若干表面覆蓋激光熔融物的微槽以及堆積在所述微槽兩側(cè)的多層激光熔融物；所述微槽橫截面形狀為V形或U形；所述工質(zhì)填充在所述微槽和所述激光熔融物的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：所述溝槽的類型為微溝槽型、復(fù)合溝槽型、微柱型和微Ω型中的一種或多種；所述復(fù)合層為絲網(wǎng)層、纖維燒結(jié)層、粉末燒結(jié)層、泡沫層中的一種或多種。
4.一種刀片電池，其特征在于：包括權(quán)利要求1至3任一項所述的微陣列熱管、電芯、絕緣端蓋、絕緣膜和極耳；所述微陣列熱管圍成兩端開口的長方體結(jié)構(gòu)，所述電芯被包裹在長方體結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述絕緣端蓋蓋設(shè)在長方體結(jié)構(gòu)兩端開口處，所述絕緣膜設(shè)置在所述電芯與微陣列熱管之間或設(shè)置
5.一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：所述激光的雕刻速度設(shè)置為200～600mm/s，跳轉(zhuǎn)速度為100～2000mm/s，激光能量為20～95％，激光頻率為10～30KHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6任一項所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：在微流道內(nèi)制造吸液芯包括在微流道內(nèi)制造復(fù)合層，具體包括以下步驟：向微陣列熱管殼體中的微流道填入復(fù)合層的原料，加入對微流道和復(fù)合層原料無腐蝕性的流體，使流體將填入的復(fù)合層的原料均勻地沖散至微流道內(nèi)，在真空烘箱中將剩余流體烘干，在保護氣環(huán)境下燒結(jié)形成復(fù)合層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：所述流體的流速為0.5～1L/min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：在微流道內(nèi)制造復(fù)合層之前還包括以下步驟：將帶有溝槽的模具插入至微流道中，并在模具和殼體的內(nèi)壁之間填充粉末，在保護氣環(huán)境下高溫燒結(jié)，脫模，形成溝槽層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：在微流道內(nèi)制造吸液芯包括在微流道內(nèi)制造復(fù)合層，具體包括以下步驟：將帶有復(fù)合層多孔結(jié)構(gòu)的模具插入至微流道中，并在模具和殼體的內(nèi)壁之間填充復(fù)合層原料，在保護氣環(huán)境下高溫燒結(jié)，脫模，形成復(fù)合層。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：包括殼體、若干條吸液芯和工質(zhì)；所述殼體內(nèi)部開設(shè)若干條沿其長度方向延伸的通道，對應(yīng)形成若干條陣列排布的微流道；每條吸液芯對應(yīng)設(shè)置在一條微流道內(nèi)，所述吸液芯緊貼在所述殼體的內(nèi)壁上，形成具有一內(nèi)腔的管狀結(jié)構(gòu)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：所述激光熔融層包括若干表面覆蓋激光熔融物的微槽以及堆積在所述微槽兩側(cè)的多層激光熔融物；所述微槽橫截面形狀為v形或u形；所述工質(zhì)填充在所述微槽和所述激光熔融物的多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管，其特征在于：所述溝槽的類型為微溝槽型、復(fù)合溝槽型、微柱型和微ω型中的一種或多種；所述復(fù)合層為絲網(wǎng)層、纖維燒結(jié)層、粉末燒結(jié)層、泡沫層中的一種或多種。
4.一種刀片電池，其特征在于：包括權(quán)利要求1至3任一項所述的微陣列熱管、電芯、絕緣端蓋、絕緣膜和極耳；所述微陣列熱管圍成兩端開口的長方體結(jié)構(gòu)，所述電芯被包裹在長方體結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述絕緣端蓋蓋設(shè)在長方體結(jié)構(gòu)兩端開口處，所述絕緣膜設(shè)置在所述電芯與微陣列熱管之間或設(shè)置在所述微陣列熱管表面，所述極耳從所述電芯兩端的正極和負極分別引出。
5.一種應(yīng)用于刀片電池散熱的微陣列熱管的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鐘貴平，李人蓮，昌秋鳳，符超群，湯勇，張仕偉，汪俊翔，陳海牧，
申請(專利權(quán))人：天達科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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