振荡热管及利用振荡热管实现高电荷载电缆散热的方法技术

本发明专利技术公开了一种振荡热管及利用该振荡热管实现高电荷载电缆散热的方法，该振荡热管由细长的铜管弯绕形成单个或多个弯头，并最终首尾连接成为一闭合回路；在该闭合回路中设置有充液口，用于于对铜管抽真空后注入的流体工质，使得铜管内的流体始终保持汽液两相状态，充液完成后该充液口密闭；铜管内的流体分布呈现一段液体、一段汽体的间隔状态，弯绕的铜管按照空间分布分成两部分，一部分是散热冷凝段，另一部分是加热蒸发段。本振荡热管结构简单，仅由直径3mm左右的细铜管弯绕形成首尾封闭的回路蛇形管道即可，而且结构可灵活多样，易于跟多种电缆布线方式相匹配，可与周边较远距离冷源相结合，散热成本低。

Oscillating heat pipe and method for heat dissipation of high charge carrying cable by using oscillating heat pipe

The invention discloses an oscillating heat pipe and a method for realizing heat dissipation of high charge cable by using the oscillating heat pipe. The oscillating heat pipe is formed by bending a slender copper pipe to form a single or multiple elbows, and is eventually connected with the head and tail to form a closed circuit. A liquid filling opening is arranged in the closed circuit for injection after vacuum pumping of the copper pipe. Fluid working fluid keeps the fluid in the copper tube in a vapor-liquid two-phase state, and the liquid filling mouth is closed after the completion of the filling; the fluid distribution in the copper tube presents an interval state between a section of liquid and a section of vapor body, and the bending copper tube is divided into two parts according to the spatial distribution, one part is the cooling section, the other part is the heating and evaporation section. The oscillating heat pipe is simple in structure. It can be formed by bending a thin copper pipe about 3mm in diameter to form a closed loop snake-shaped pipe. The structure is flexible and diversified, easy to match with a variety of cable wiring modes, and can be combined with a relatively long-distance cold source around, with low heat dissipation cost.

【技术实现步骤摘要】
振荡热管及利用振荡热管实现高电荷载电缆散热的方法
本专利技术涉及电缆散热
，尤其涉及一种振荡热管及利用该振荡热管实现高电荷载电缆散热的方法。
技术介绍
随着经济社会的快速发展，和人民对美好生活的追求。各种高功率密度动力电池、电机，以及其它大功率电力电子设备迅速发展，需要高电流密度的电缆以满足它们的通电需求。例如：电动汽车的快速充电需要的电缆、电动汽车内部的电池模块间的电缆及连接的电缆，电流密度较高，电缆发热量大，容易使得电缆老化甚至引发安全问题。为保证其使用安全性，需要采取一定的措施将电缆热量及时散发出去，保证电缆温度始终维持在安全范围内。此外，发热量大的电缆在很多情况下被布置在紧凑的空间环境中，而且离开冷源有一段较长的距离，不方便直接通过增大电缆直径和布置空气散热器或由于距离远而不可能与冷源接触换热。因此，需要寻求更为先进、灵活的散热技术解决这些电缆的冷却问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的旨在提供一种振荡热管，该振荡热管具有良好的散热性能，能长时间运行。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种振荡热管，所述振荡热管由细长的铜管弯绕形成单个或多个弯头，并最终首尾连接成为一闭合回路；在该闭合回路中设置有充液口，用于于对铜管抽真空后注入的流体工质，使得铜管内的流体始终保持汽液两相状态，充液完成后该充液口密闭；铜管内的流体分布呈现一段液体、一段汽体的间隔状态，弯绕的铜管按照空间分布分成两部分，一部分是散热冷凝段，另一部分是加热蒸发段。所述铜管的直径为2-3mm。所述散热冷凝段的冷源为空冷的铝制翅片散热器或液冷的冷板；所述加热蒸发段的加热源为电缆。一种振荡热管，所述振荡热管为扁平状，扁平的铜管内设置有多个微通道，微通道曲折弯折首尾连接成为一回路，相邻的微通道相互连通，组成一大闭合回路，在该闭合回路中设置有充液口，用于于对微通道抽真空后注入的流体工质，使得微通道内的流体始终保持汽液两相状态，充液完成后该充液口密闭；微通道内的流体分布呈现一段液体、一段汽体的间隔状态，微通道按照空间分布分成两部分，一部分是散热冷凝段，另一部分是加热蒸发段。在所述微通道内壁上设置有微肋，用以增大微通道的内表面积。本专利技术的另一目的在于提供一种利用权要求上述的振荡热管实现高电荷载电缆散热的方法，将振荡热管的加热蒸发段与电缆紧密贴合，散热冷凝段与冷源相结合。将振荡热管的加热蒸发段嵌入电缆紧密的绝缘层中。本专利技术的有益效果在于：传热基于流体相变，传热效率高、散热速度快；同时振荡热管结构简单，仅由直径3mm左右的细铜管弯绕形成首尾封闭的回路蛇形管道即可，而且结构可灵活多样，易于跟多种电缆布线方式相匹配，可与周边较远距离冷源相结合，散热成本低。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的振荡热管工作结构原理图；图2是本专利技术实施例二提供的振荡热管的截面图；图3是图2中的局部放大示意图；图4是实施例三中的单个弯头振荡热管和所冷却电缆的截面布置结构示意图；图5为图4中的横截面图；图6为实施例三中的多个弯头振荡热管和所冷却电缆的截面布置结构示意图；图7为图6中的横截面图；图8是实施例四中的振荡热管冷却电动车电缆示意图；附图标记说明：1-细铜管，2-充液口，3-散热冷凝段，4-加热蒸发段，5-电缆铜芯，6-绝缘层，7-动力电池组，8-冷板，8a-冷板冷却液进口，8b-冷板冷却液出口，9-扁平管，10-微通道，11-微肋片。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述：实施例一如图1所示，本实施例所提供的振荡热管由细长的铜管1弯绕形成单个或多个弯头，并最终首尾连接成为一闭合回路。铜管的直径不能过大，一般3mm左右，须有一个充液口2用于对振荡热管进行抽真空后注入一定比例的流体工质，注意不能完全充满管体，让铜管内的流体始终保持汽液两相状态。充液完成后即密闭充液口。流体工质可为水、甲醇等热管常用工质。铜管内无需像传统热管一样填充毛细材料，还要保持一定的流体流动通畅性。由于细铜管的毛细力作用，和工质的汽液两相状态，铜管内的流体分布一般呈现一段液体、一段汽体的间隔状态。然后，该弯管按照空间分布大致分成两部分，一个是散热冷凝段3，一个是加热蒸发段4。加热源可为发热功率电子模块，电缆等，本图1例示为缠绕电加热丝加热。冷凝段3可以依靠铜管紧贴或镶入翅片换热器或冷源模块中，实现热量从铜管散发到周围环境或被冷源吸收。此时，冷凝段内的蒸汽冷凝为液体，汽态工质段逐渐缩短，与此同时，加热蒸发段4与热源接触，吸收热量，使得蒸发段内的液体蒸发为汽态，汽态工质段延长，这样由于蒸发段和冷凝段压力的不平衡使得流体发生流动，工质在冷凝段3和蒸发段4之间来回振荡流动。实现加热段的热量从蒸发段3到冷凝段4的输运。实施例二为保证震荡热管与冷/热源，如电缆，冷板等有良好的接触，如图2-3所示，可将振荡热管做成扁平状，扁平热管截面如图3所示。扁平管内有多个微通道10，每个微通道10的作用可相当于实施例一中的细铜管1，在扁平管的两端可设计有各微通道连通的结构，各微通道的连通形式可参考图1中各细铜管的连通，这样流体可在扁管9内的各个微通道10内来回振荡流动换热，实现振荡热管的功能。另外，为加强换热效果，可在微通道内壁加工一些微肋11，增大微通道10的内表面积，强化换热。实施例三一种利用振荡热管冷却高电流密度电缆的方法，，由振荡热管的加热蒸发段4与电缆绝缘层6紧密结合。根据电缆的发热功率，可将振荡热管设计成单个弯头如图4-5所示，两个弯头如图6-7所示，或更多弯头的结构形式，分布在电缆周围，最好均匀镶入到绝缘层6当中。而振荡热管的散热冷凝段3与冷源相结合，实现散热功能。冷源可为空冷的铝制翅片散热器，液冷的冷板等形式，根据实际应用场合不同设置。实施例四本实施例利用振荡热管来冷却电动车电池电缆，如图8所示，电动车的动力电池组7工作时会产生热量，一般由冷板8进行冷却，冷板8的热量由冷却液通过其进口8a和出口8b进出后带走，电池组与电机以及充电装置相连的电缆5可采用上述的振荡热管进行冷却，振荡热管的加热蒸发段4与电缆紧密结合，而散热冷凝段3与冷却电池组的冷板8紧密接触。这样，在电池组7工作时候电缆5也会发热，它们同时可利用冷板8进行冷却，一举两得，也能够满足车内空间有限，结构紧凑的要求。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本专利技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振荡热管，其特征在于，所述振荡热管由细长的铜管弯绕形成单个或多个弯头，并最终首尾连接成为一闭合回路；在该闭合回路中设置有充液口，用于于对铜管抽真空后注入的流体工质，使得铜管内的流体始终保持汽液两相状态，充液完成后该充液口密闭；铜管内的流体分布呈现一段液体、一段汽体的间隔状态，弯绕的铜管按照空间分布分成两部分，一部分是散热冷凝段，另一部分是加热蒸发段。

【技术特征摘要】
1.一种振荡热管，其特征在于，所述振荡热管由细长的铜管弯绕形成单个或多个弯头，并最终首尾连接成为一闭合回路；在该闭合回路中设置有充液口，用于于对铜管抽真空后注入的流体工质，使得铜管内的流体始终保持汽液两相状态，充液完成后该充液口密闭；铜管内的流体分布呈现一段液体、一段汽体的间隔状态，弯绕的铜管按照空间分布分成两部分，一部分是散热冷凝段，另一部分是加热蒸发段。2.如权利要求1所述的振荡热管，其特征在于，所述铜管的直径为2-3mm。3.如权利要求1所述的振荡热管，其特征在于，所述散热冷凝段的冷源为空冷的铝制翅片散热器或液冷的冷板；所述加热蒸发段的加热源为电缆。4.一种振荡热管，其特征在于，所述振荡热管为扁平状，扁平的铜管内设置有多个微通道，微通道曲折弯折首尾连接成...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋方明，岑继文，王亦伟，曹文炅，彭鹏，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44