一种电动汽车电池包用微流道散热器的制作方法

本发明涉及电池包散热，尤其涉及一种电动汽车电池包用微流道散热器。

背景技术：

1、在电动汽车电池工作过程中，电池单体间的温差过大会破坏电池组的均一性，损害电池寿命，严重时会发生起火、爆炸等严重事故。因此设计出合理高效的电池热管理装置对动力电池安全高效的工作有重要意义。

2、在锂电池的放电过程中，随着放电时间的增加，不同的放电深度时电池内部的温度分布总是不均匀的，在靠近电芯中间的位置温度较高，而在靠近电芯边缘的位置的温度较低。随着放电倍率的增加，电芯中间和边缘位置的温差变大。现有技术中的电池电芯的散热器多为散热片，散热片上总是存在平直、弯曲、连续或不连续的微流道，并且总是由其长度的一端向另一端延伸，这种散热会导致电池电芯由靠近进水口一侧的散热强度向出水口一侧逐渐减小，这显然与电芯不同部位所需的散热强度不符。

3、现有技术中存在一种回型散热流道，其弯曲拐角可以看作是≥90°l形结构，弯曲拐角之间为平直的流道，但是其近壁面较高温流体和流道中心较低温流体的热传导作用较差。

4、因此，有必要对现有技术中的电池包微流道散热器进行改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种电动汽车电池包用微流道散热器。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电动汽车电池包用微流道散热器，包括：包括：若干电池单体，设置在相邻所述电池单体之间的散热板，其特征在于，

3、所述散热板的形状和所述电池单体的形状一致，每个所述电池单体均对应连接一散热板表面，所述散热板表面设置有微流道，且所述微流道总是贴近于对应所述电池单体；所述微流道的中心位置设置有进水口，所述微流道的中心位置和所述电池单体的中心位置重合；

4、所述微流道为复数层螺旋形结构，该复数层螺旋形结构为连续的内凹多边形组成；由所述内凹多边形的中心向边缘，每个弯曲拐角之间的流道截面总是逐渐增大的。

5、本发明一个较佳实施例中，所述复数层螺旋形结构为相邻层的内凹多边形之间紧密连接，由中间位置向边缘位置，第一层的内凹多边形向边缘的第n层内凹多边形的胞壁长度逐渐增加，其中，n不小于10。

6、本发明一个较佳实施例中，所述内凹多边形为双箭头内凹结构、内凹六边形、星形内凹结构中的一种。

7、本发明一个较佳实施例中，所述内凹多边形包括：水平的两条横向胞边，和连接相邻所述横向胞边之间的四条倾斜胞边；相邻所述横向胞边和倾斜胞边之间形成第一弯曲拐角，所述第一弯曲拐角的夹角为锐角，范围为[55°，75°]；相邻所述倾斜胞边之间形成第二弯曲拐角为钝角，范围为[110°，150°]；相邻所述第一弯曲拐角或所述第二弯曲拐角之间的所述微流道形成扩压道，且相邻层的所述扩压道的长度逐渐增大。

8、本发明一个较佳实施例中，每个所述第一弯曲拐角或所述第二弯曲拐角的微流道的尺寸总是小于流体运动方向上连接的下一所述扩压道，且小于流体运动方向上连接的上一所述扩压道。

9、本发明一个较佳实施例中，所述微流道截面形状为矩形，其高宽比为5～8：1。

10、本发明一个较佳实施例中，所述内凹多边形的每个弯曲拐角处设置有倒角，该倒角用于减小微流道的流动死区的面积。

11、本发明一个较佳实施例中，包括：

12、放电监测装置，用于监测电池单体的放电倍率；

13、温度感应装置，用于监测电池单体中间温度；

14、主动流体控制装置，不同的所述散热板与所述主动流体控制装置是并联的，用于控制散热器内部微流道进水口的流体流动的流速或流量。

15、本发明一个较佳实施例中，所述微流道中流体为二氧化钛纳米粒子和水的混合流体，其中二氧化钛纳米粒子的质量百分比的浓度为0.2%～1%。

16、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

17、本发明方提供了一种电动汽车电池包用微流道散热器，通过在电池单体之间设置具有复数层螺旋形结构的微流道，微流道为连续的内凹多边形，增大了流体流动路径和面积，相对于现有技术中平直散热片或回型散热流道，流体的总压降保持在限制范围内，且微流道截面上的温差较小，散热性能更好。

18、本发明中微流道为复数层连续的内凹六边形结构，第一层的内凹多边形向边缘的第n层内凹多边形的胞壁长度逐渐增加，相邻横向胞边和倾斜胞边之间形成锐角的弯曲拐角，每个弯曲拐角的微流道的尺寸总是小于流体运动方向上连接的上一和下一扩压道，这将使得流体整个流动方向上，在经过每个弯曲拐角时，会产生突变的压降；在通过弯曲拐角后，会产生突然变宽，即流体的体积会产生折叠、拉伸和膨胀，保证了微流道截面上流体的混合充分。

19、本发明中流体在经过每层的内凹多边形的微流道时，总是循环经过第一弯曲弯角、扩压道和第二弯曲弯角，这使得流体在反复经过压降和扩压后，且扩压的路径逐渐增加，可以补偿流体的压降，流体在反复的折叠、伸展加速和膨胀后，使得整个微流道的总压降总是保持在限制范围内，不会导致总压降的持续减小。

20、本发明由于微流道中近壁面较高温流体和流道中心较低温流体起到主导热传导的作用，相较于普通平直流道，使得截面上流体对流促进了流道近壁面较高温流体和微流道中心较低温流体之间的热量交换，防止近壁面温度高而中心区域流体温度低的环状分布现象的发生有利于微流道截面上流体之间的换热均匀，起到强化传热的作用。

21、本发明中的每个弯曲拐角之间的流道截面总是逐渐增大的，微流道为复数层螺旋形结构，微流道的中间位置向边缘扩散，相邻弯曲拐角之间的流道的长度总是逐渐增加的，随着压降的叠加，每段变截面的流道能够起到扩压的作用，从而补偿流体每次在弯曲拐角处的压降。

22、本发明中为了进一步增大散热器的传热和传质效率，向流体中增加质量百分比的浓度为0.2%～1%的二氧化钛纳米粒子。

技术特征：

1.一种电动汽车电池包用微流道散热器，包括：若干电池单体，设置在相邻所述电池单体之间的散热板，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述复数层螺旋形结构为相邻层的内凹多边形之间紧密连接，由中间位置向边缘位置，第一层的内凹多边形向边缘的第n层内凹多边形的胞壁长度逐渐增加，其中，n不小于10。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述内凹多边形为双箭头内凹结构、内凹六边形、星形内凹结构中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述内凹多边形包括：水平的两条横向胞边，和连接相邻所述横向胞边之间的四条倾斜胞边；相邻所述横向胞边和倾斜胞边之间形成第一弯曲拐角，所述第一弯曲拐角的夹角为锐角，范围为[55°，75°]；相邻所述倾斜胞边之间形成第二弯曲拐角为钝角，范围为[110°，150°]；相邻所述第一弯曲拐角或所述第二弯曲拐角之间的所述微流道形成扩压道，且相邻层的所述扩压道的长度逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：每个所述第一弯曲拐角或所述第二弯曲拐角的微流道的尺寸总是小于流体运动方向上连接的下一所述扩压道，且小于流体运动方向上连接的上一所述扩压道。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述微流道截面形状为矩形，其高宽比为5～8：1。

7.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述内凹多边形的每个弯曲拐角处设置有倒角，该倒角用于减小微流道的流动死区的面积。

8.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：包括：

9.根据权利要求1所述的一种电动汽车电池包用微流道散热器，其特征在于：所述微流道中流体为二氧化钛纳米粒子和水的混合流体，其中二氧化钛纳米粒子的质量百分比的浓度为0.2%～1%。

技术总结
本发明公开了一种电动汽车电池包用微流道散热器，包括：若干电池单体，设置在相邻电池单体之间的散热板；散热板的形状和电池单体的形状一致，每个电池单体均对应连接一散热板表面，散热板表面设置有微流道，且微流道总是贴近于对应电池单体；微流道的中心位置设置有进水口，微流道的中心位置和电池单体的中心位置重合；微流道为复数层螺旋形结构，该复数层螺旋形结构为连续的内凹多边形组成；由内凹多边形的中心向边缘，每个弯曲拐角之间的流道截面总是逐渐增大的。本发明相对于现有技术中平直散热片或回型散热流道，流体的总压降保持在限制范围内，且微流道截面上的温差较小，散热性能更好。

技术研发人员：刘希望,徐海根
受保护的技术使用者：苏州市华盛源机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14