集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺及设备的制作方法

本发明涉及电池散热技术领域，尤其涉及一种集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺及设备。

背景技术：

电动汽车属于新能源汽车的一种，现在越来越受到人们的关注。在电动汽车中，动力电池是其核心元件，动力电池的充放电效率直接关系到电动汽车性能，由于动力电池一般是化学能与电能的相互转化，其充放电效率受到温度的影响。

动力电池在工作过程中会产生大量的热量，如果这些热量不能快速有效地散发的话，就会使动力电池的温度升高，如果升高的温度超出其合理的温度范围(例如25～45℃)，就会降低动力电池的效率和使用寿命，严重时还会引起热失控，导致电池起火甚至爆炸等安全事故。因此，电动汽车在使用中要密切注意动力电池的冷却处理。由于电池本身特性，车辆低温充电，低温启动受到诸多限制，因此电池保温性能直接决定了车辆在低温下的表现。液冷板作为一种高效的热交换设备被广泛应用于电池包温度控制，包括散热和加热。

普通液冷板多为钣金结构，由于钣金本身固有特点，液冷板表面的平整度就很难保证，有些大尺寸的冷板平整度甚至达几毫米，因板子表面的高低不平而形成的间隙会造成非常大的热阻进而大大降低冷板的散热效率和能力，为保证电芯发热量能有效的传导至液冷板并交换出去，必须对间隙进行填充。目前常规方法是在电池模组和液冷板之间放置导热垫片，一方面导热垫片作为一种片材，无法做到与液冷板完全贴合，其间隙降低散热效率和能力，另一方面导热垫片需要通过粘接方式固定到水冷板表面，工序复杂且不利于自动化。因而，亟需一种将导热层与液冷板集成的制作工艺，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺及设备，克服现有制作工艺存在的工艺复杂和效率低的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺，所述喷涂集成工艺包括：

将待集成导热层的液冷板主体放置于加工工位；

将导热材料的各组分混合雾化；

在所述液冷板主体的表面喷涂所述导热材料；

按照预定的固化温度和固化时间，使所述液冷板主体上的导热材料固化，形成导热层。

可选的，所述在液冷板主体的表面喷涂所述导热材料的步骤中，根据所述导热层的厚度以及所述导热材料的密度，来计算并控制喷涂量和喷涂时间。

可选的，所述在液冷板主体的表面喷涂所述导热材料的步骤中，根据所述液冷板主体的形状和尺寸，来设定喷嘴的移动路径，控制喷嘴在喷涂过程中按照所述移动路径进行移动。

可选的，所述固化温度为室温80℃，固化时间为30min。

可选的，所述导热材料为导热硅胶、导热硅胶、导热聚氨酯胶、导热丙烯酸酯胶、导热环氧胶中的至少一种。

可选的，所述导热层的厚度为0.1-10mm。

可选的，所述导热层的厚度为1-5mm。

一种集成有导热层的液冷板的喷涂集成设备，用于实现如上任一所述的喷涂集成工艺，所述喷涂集成设备包括：用于存放导热材料的a组分料的a料桶，用于存放导热材料的b组分料的b料桶，a提料泵，a计量泵，b提料泵，b计量泵，混合雾化室，喷嘴以及固化室；

所述混合雾化室设有出口、第一进口和第二进口，所述a料桶依次经过a提料泵和a计量泵连接至所述混合雾化室的第一进口，所述b料桶依次经过b提料泵和b计量泵连接至所述混合雾化室的第二进口，所述混合雾化室的出口连接至所述喷嘴，所述喷嘴设于预设的加工工位上方，所述加工工位放置有待集成导热层的液冷板主体。

可选的，所述喷涂集成设备还包括移动机构，所述喷嘴安装于所述移动机构上。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

不同于现有的先单独制备导热层、再在液冷板主体表面粘贴导热层的制作工艺，本发明直接通过喷涂的方式将导热材料均匀沉积在液冷板主体表面，再固化成形，最终形成的导热层会直接粘接在液冷板主体的表面，使得液冷板主体与导热层集成于一体，不仅简化制作工艺，而且大大提高工作效率，提高液冷板的散热效率和能力，还有利于自动化实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的集成有导热层的液冷板的整体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的集成有导热层的液冷板的爆炸图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心思想为：采用一种适用于液冷板的导热层集成工艺，直接通过喷涂的方式将导热材料均匀沉积在液冷板主体表面，再固化成形，最终得到的导热层直接粘接在液冷板主体表面，从而在液冷板主体的表面集成一层导热层。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1为本实施例提供的集成有导热层的液冷板的喷涂集成工艺，包括步骤：

步骤101、将待集成导热层的液冷板主体放置于加工工位。

步骤102、将导热材料的各组分混合雾化。

导热材料可以为导热硅胶、导热硅胶、导热聚氨酯胶、导热丙烯酸酯胶、导热环氧胶或其它具有高导热系数的胶黏剂。

步骤103、在液冷板主体的工作面喷涂导热材料。

液冷板主体包括两个板面，分别为工作面和非工作面，为实现有效的散热功能，于工作面进行导热材料的喷涂。

在喷涂前，可根据所需的导热层的厚度以及导热材料的密度，来计算喷涂量和喷涂时间。

同时，还可以根据液冷板主体的形状和尺寸，来设定喷嘴的移动路径，控制喷嘴在喷涂过程中按照预定路径进行移动，使得液冷板主体的表面沉积一层均匀的导热材料，提高喷涂效率。

步骤104、按照预定的固化条件，使液冷板主体上的导热材料固化，最终在液冷板主体的工作面形成一层导热层。

本步骤中，固化温度可以为室温80℃，固化时间可以为30min。

以下将提供一个应用实例：

液冷板主体的尺寸200*200mm，所需的导热层厚度为2mm，那么最少需要喷涂80cm³的胶黏剂。

具体的集成工艺为：

(1)固定：将液冷板主体放置在固定工位上。

(2)混合雾化：组成导热材料的a组分和b组分，经过提料泵和计量泵在喷嘴处混合和雾化。

(3)喷涂：控制喷嘴流量为20cm³/s，喷涂时长为4秒，通过人工或者机械手控制喷嘴的移动速度和路径，在液冷板主体的表面进行喷涂导热材料，从而形成导热层。

(4)固化：将表面集成导热层的液冷板主体放置在80℃烘箱内，30min后取出。

图2和图3为应用上述工艺制成的一种集成有导热层的液冷板，包括：包括液冷板主体2，所述液冷板主体2的上端面集成有导热层1。

其中，导热层1集成于液冷板主体2的工作面；所述导热层1的厚度为0.1-10mm，最优厚度为1-5mm，所述导热层1为胶黏剂，所述导热层1由导热硅胶、导热硅胶、导热聚氨酯胶、导热丙烯酸酯胶、导热环氧胶或其它具有高导热系数的胶黏剂中的至少一种制成，导热层1与液冷板主体2的上端面粘接固化连接。

本实施例还提供了一种集成有导热层的液冷板的喷涂集成设备，用于实现如上所述的喷涂集成工艺，该喷涂集成设备包括：

用于存放a组分料的a料桶，用于存放b组分料的b料桶，a提料泵，a计量泵，b提料泵，b计量泵，混合雾化室，喷嘴以及固化室。

其中，混合雾化室设有出口、第一进口和第二进口，a料桶依次经过a提料泵和a计量泵连接至混合雾化室的第一进口，b料桶依次经过b提料泵和b计量泵连接至混合雾化室的第二进口，混合雾化室的出口连接至喷嘴，喷嘴设于预设的加工工位上方，加工工位放置有待集成导热层的液冷板主体。

其工作原理为：从a料桶中抽取a组分料，从b料桶中抽取b组分料，在混合雾化室内将a组分料和b组分料进行按比例混合雾化，再通过喷嘴喷涂至液冷板主体的工作面，之后将表面喷涂有导热材料的液冷板主体放入固化室固化。

另外，所述喷涂集成设备还可包括移动机构，该移动机构用于实现x向和y向的移动。在应用时，将喷嘴安装于移动机构上，即可在喷涂过程中进行移动喷涂，以保证导热材料在液冷板表面的均匀沉积，提高喷涂效率和质量。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。