【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热管理的装置、系统和方法
交叉引用
[0001]本申请要求于2019年5月14日提交的美国临时专利申请第62/847,721号、于2019年8月30日提交的美国临时专利申请第62/893,963号和于2019年12月24日提交的美国临时专利申请第62/953,280号的权益，出于所有目的所述申请的每个都通过引用整体并入本文。
技术介绍
[0002]电子系统和/或机械系统(例如，热控制系统、能量存储系统、热回收系统、能量转换系统等)可在其操作期间产生热量。随着这些系统变得更加复杂，它们可以产生更多的热量。在一些情况下，可以使用传热单元(诸如，散热器和热交换器)来调节在系统操作期间的系统的温度(例如，从系统散热)。
技术实现思路
[0003]鉴于具有高热负荷和功率密度的日益复杂的装置和系统的持续发展，本文认识到需要用于热管理的替代系统和方法。本公开提供具有高热负荷和功率密度的热管理装置及其使用方法。本公开的热管理装置的散热能力可以基于例如：(i)热管理装置的大小和/或形状，(ii)热管理装置内散热片和/或管道的布置，和...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热管理装置，包括：蒸汽室，其中所述蒸汽室被配置为容纳第一工作流体，并且促进热能从所述热能的源传递到所述第一工作流体；热管，所述热管与所述蒸汽室流体连通；以及鳍片，所述鳍片与所述热管热接触，其中所述鳍片包括与所述鳍片的第一开口和第二开口流体连通的流体流动路径，其中所述流体流动路径被配置为将第二工作流体从所述第一开口引导至所述第二开口，其中所述第一开口沿着所述第二工作流体朝向所述鳍片的流动的第一方向取向，并且其中所述第二开口沿着不同于所述第一方向的第二方向取向，其中所述热管被配置为引导来自所述蒸汽室的所述第一工作流体通过所述热管，并且促进热能从所述第一工作流体传递到所述鳍片或所述第二工作流体。2.根据权利要求1所述的热管理装置，其还包括鳍片阵列，其中所述鳍片阵列包括所述鳍片。3.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列与所述蒸汽室热接触。4.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述第一开口设置在所述鳍片的第一表面上。5.根据权利要求4所述的热管理装置，其中所述第二开口设置在所述鳍片的第二表面上。6.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述第一开口具有第一形状，并且所述第二开口具有不同于所述第一形状的第二形状。7.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述第一开口和所述第二开口相对于所述鳍片的基部设置在不同的高度处。8.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述第二方向相对于所述第一方向成大于0
°
且小于或等于90
°
的角度。9.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述第二方向相对于所述第一方向成大于90
°
且小于或等于180
°
的角度。10.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述鳍片被配置为翼型件。11.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述热管和所述鳍片被配置为翼型件。12.根据权利要求1所述的热管理装置，其中所述热管包括闭环毛细管再循环系统。13.根据权利要求12所述的热管理装置，其中所述闭环毛细管再循环系统包括毛细结构，所述毛细结构被配置为通过所述热管输送所述第一工作流体。14.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述热管与所述鳍片阵列的多个鳍片热连通。15.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括第一组鳍片和第二组鳍片，其中所述第一组鳍片和所述第二组鳍片以交错布置提供。16.根据权利要求15所述的热管理装置，其中所述第一组鳍片和所述第二组鳍片被布置成使得所述第一组鳍片不被所述第二组鳍片阻挡或不与所述第二组鳍片对准。17.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片设置在所述鳍片阵列的第二鳍片和第三鳍片之间，其中(i)所述鳍片和所述第二鳍片之间的距离和(ii)所述鳍片和所述第三鳍片之间的另外的距离基本上相似。
18.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片设置在所述鳍片阵列的第二鳍片和第三鳍片之间，其中(i)所述鳍片和所述第二鳍片之间的距离和(ii)所述鳍片和所述第三鳍片之间的另外的距离是不同的。19.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括具有相同弦长、径向长度、厚度轮廓或攻角的多个鳍片。20.根据权利要求2所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括具有不同弦长、径向长度、厚度轮廓或攻角的多个鳍片。21.一种用于液体冷却的热管理装置，所述热管理装置包括：板，其中所述板被配置为促进热能从所述热能的源传递到所述板的表面，反之亦然；鳍片阵列，所述鳍片阵列与所述板的所述表面热接触，其中所述鳍片阵列被配置为促进所述热能从所述板的所述表面传递到冷却流体；以及歧管块，所述歧管块邻近所述板定位，其中所述歧管块包括入口、出口和与所述入口和所述出口流体连通的冷却流体流动路径，其中所述冷却流体流动路径被配置为：(i)引导所述冷却流体从所述入口通过所述歧管块的分流器，其中所述分流器被配置为(a)将所述冷却流体分流成包括所述冷却流体的多个流，和(b)将所述多个流通过所述鳍片阵列导向所述鳍片阵列的外边缘，以及(iii)将所述多个流从所述鳍片阵列的所述外边缘引导至所述歧管块的所述出口。22.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列、所述板和所述歧管块形成单个整体结构。23.根据权利要求22所述的热管理装置，其中所述单个整体结构包括铜。24.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括多个鳍片，所述多个鳍片以对角布置配置。25.根据权利要求24所述的热管理装置，其中所述多个鳍片包括至少四组鳍片，所述至少四组鳍片包括两个或更多个平行的鳍片。26.根据权利要求25所述的热管理装置，其中所述至少四组鳍片中的一组鳍片包括一个或多个鳍片，所述一个或多个鳍片从所述板的中心延伸到所述板的外边缘。27.根据权利要求25所述的热管理装置，其中第一组鳍片中的第一鳍片与第二组鳍片中的第二鳍片热接触，并且其中所述第一鳍片相对于所述第二鳍片成一定角度取向，所述角度大于0
°
且小于或等于180
°
。28.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括多个鳍片，其中一个或多个湍流特征设置在所述多个鳍片的一个或多个鳍片的表面上。29.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括一个或多个锯齿状鳍片，所述一个或多个锯齿状鳍片以锯齿形图案从所述板的所述表面向上延伸。30.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括多个锥形鳍片。31.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述热管理装置还包括一个或多个湍流引脚，所述一个或多个湍流引脚被配置为在所述冷却流体流过所述鳍片阵列时增强所述冷却流体内的湍流。32.根据权利要求21所述的热管理装置，其中所述分流器包括从所述入口向外延伸到所述鳍片阵列的所述外边缘的至少四个弯曲表面，并且其中所述至少四个弯曲表面中的每
个被配置为引导所述多个流中的一个通过所述鳍片阵列的一部分。33.根据权利要求32所述的热管理装置，其中所述至少四个弯曲表面中的每个相对于彼此成一定角度取向，所述角度大于0
°
且小于或等于90
°
。34.一种热管理装置，包括：鳍片阵列，所述鳍片阵列包括第一鳍片和邻近所述第一鳍片的第二鳍片；以及传热结构，所述传热结构设置在所述第一鳍片和所述第二鳍片之间，其中所述传热结构与所述第一鳍片和所述第二鳍片接触，其中所述第一鳍片和所述第二鳍片被配置为用于向与所述第一鳍片或所述第二鳍片接触的流体传热或从其传热，并且其中所述传热结构被配置为用于：(i)向所述第一鳍片和所述第二鳍片传热；或(ii)从所述第一鳍片和所述第二鳍片传热。35.根据权利要求34所述的热管理装置，还包括邻近所述鳍片阵列的板，其中所述板被配置为将热量从所述热源传递到所述鳍片阵列，或将所述热量从所述鳍片阵列传递到所述散热器。36.根据权利要求35所述的热管理装置，还包括邻近所述板设置的歧管块，其中所述歧管块包括入口、出口和与所述入口和所述出口流体连通的流体流动路径，其中所述流体流动路径被配置为引导来自所述歧管块的所述入口的所述流体通过所述鳍片阵列的至少一部分并且朝向所述歧管块的所述出口。37.根据权利要求35所述的热管理装置，其中所述第一鳍片或所述第二鳍片相对于所述板成一定角度取向，所述角度为约45
°
至约135
°
。38.根据权利要求34所述的热管理装置，其还包括歧管壁阵列，所述歧管壁阵列与所述鳍片阵列热接触，其中所述鳍片阵列的鳍片和所述歧管壁阵列的歧管壁在不同方向上取向。39.根据权利要求38所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列的所述鳍片和所述歧管壁阵列的所述歧管壁彼此垂直取向。40.根据权利要求38所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列和所述歧管壁阵列包括相同的材料或不同的材料。41.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括多个区，其中所述多个区中的第一区和第二区具有不同的热阻率。42.根据权利要求41所述的热管理装置，其中所述流体跨所述第一区的第一流速和所述流体跨所述第二区的第二流速不同。43.根据权利要求41所述的热管理装置，其中所述多个区中的区的热阻率为约5平方毫米摄氏度每瓦(mm2℃/W)至约50mm2℃/W。44.根据权利要求41所述的热管理装置，其中所述多个区中的区的面积为约0.01平方毫米(mm2)至约1000mm2。45.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述热管理装置表现出比没有任何所述传热结构的热管理装置小至少5％的热阻。46.根据权利要求45所述的热管理装置，其中所述热管理装置表现出比没有任何所述传热结构的热管理装置小至少10％的热阻。
47.根据权利要求46所述的热管理装置，其中所述热管理装置表现出比没有任何所述传热结构的热管理装置小至少40％的热阻。48.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述第一鳍片和所述第二鳍片之间的距离至少为约40微米，并且其中所述热管理装置的热阻率至多为约25mm2℃/W。49.根据权利要求48所述的热管理装置，其中所述距离至少为约250微米。50.根据权利要求48所述的热管理装置，其中所述热阻率至多为约20mm2℃/W。51.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述传热结构填充设置在所述第一鳍片和所述第二鳍片之间的体积的至少5％。52.根据权利要求51所述的热管理装置，其中所述传热结构填充设置在所述第一鳍片和所述第二鳍片之间的所述体积的至少10％。53.根据权利要求52所述的热管理装置，其中所述传热结构填充设置在所述第一鳍片和所述第二鳍片之间的所述体积的约20％至约50％。54.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述传热结构与所述第一鳍片或所述第二鳍片的表面的至少5％接触。55.根据权利要求54所述的热管理装置，其中所述传热结构与所述第一鳍片或所述第二鳍片的所述表面的至少10％接触。56.根据权利要求55所述的热管理装置，其中所述传热结构与所述第一鳍片或所述第二鳍片的所述表面的至少20％接触。57.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述鳍片阵列包括表现出大于约200瓦每米开尔文(W/m
·
K)的热导率的材料。58.根据权利要求34所述的热管理装置，其中所述传热结构选自由以下组成的组：平行于所述基板的线性脊部、网格、引脚和螺旋部。59.一种热管理装置，包括：基板，所述基板与热源热连通，其中所述基板的面积被分成多个区，其中所述多个区中的区包括与所述基板热连通的多个鳍片，其中一个或多个辅助结构：(i)设置在所述多个鳍片中的至少两个相邻鳍片之间；以...
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