一种并联式双独立腔体的传热结构制造技术

本发明专利技术涉及一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，包括内部具有均温空腔的均温板，所述均温板的均温空腔内设置有腔体分隔板，腔体分隔板使均温空腔分隔形成第一腔体、第二腔体；所述腔体分隔板设置有至少一凹陷部，凹陷部与均温空腔的壁面相贴，使第一腔体、第二腔体内的导热工质能够同时作用于该侧壁面。本发明专利技术所述的一种并联式双独立腔体的传热结构，同一块均温板上具有两个独立腔体，两个独立腔体交替布局，均能接触均温板的两面，能够进行热量分流，使均温板底面的热源能够同时由两个独立腔体内的工质进行导热，能够选择两种不同的导热工质进行均热，能够适应不同的环境温度下工作，能够满足不同环境温度下的高效传热。能够满足不同环境温度下的高效传热。能够满足不同环境温度下的高效传热。

【技术实现步骤摘要】
一种并联式双独立腔体的传热结构


[0001]本专利技术涉及动力电池均温领域，尤其是一种并联式双独立腔体的传热结构。

技术介绍

[0002]温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度，温度上升则加快，温度下降，传送减慢，锂电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。镍镉、镍氢、锂电池的放电效率在低温会有显著的降低(如低于
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15℃)，而在
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20℃时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。
[0003]动力电池，比如刀片电池的散热靠底板的液冷板将电池的热量带走，但在快速充电时，刀片电池的外端极耳与中间之间的温差过大，达到20多度，甚至更高，会引起刀片电池各部分之间的温度不均匀，进而造成电池的某一局部失效影响电池的寿命，如何将电池的各部分保持均温是决定电池快速充电技术的关键核心问题。因此，均温板的性能对电池快速充电技术具有重要作用。
[0004]动力电池必须满足在各个地区、各个季节的环境温度下都能保持其均温的一致性，由于不同地区不同季节的环境温度不一样，夏天温度可达到50℃以上，冬天温度达到
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34℃以下，而均温板中的常用工质为常温工质或低温工质，这些低压密闭容器中的工质在热源端吸热后由液体蒸发成蒸汽，并快速将热量传递到冷凝段，常温工质采用去离子水，低温下结冰不能正常工作没法传热，低温工质可以用冷媒、甲醇和丙酮，即使环境温度零下30℃以下也可以工作，前者在常温下具有较好的性能，后者在低温下能够启动工作但传热功率较低。目前的均温板只有单一的工质，要么能够在常温下工作传热功率较大、性能较好，要么在低温下能够启动工作但传热功率较小、性能较差。为了满足高、低温度下均能保持高功率传热且均温性能较好，通常的做法是将两种不同的工质制成不同的热管加以有规律的间隔布局，以此来满足低温和常温下的各自均温性，对于同一片电池，要么接触低温热管，要么接触常温热管，不能同时接触到低温热管和常温热管，因此，只能将单片电池均温，没法将相邻的电池同时进行均温，会造成低温下的某些电池均温性不好，进而造成电池失效，影响电池的寿命。
[0005]另外，对于电子芯片领域，现有的数据中心服务器大部分是用空冷的方式将芯片的热量传到数据中心的房间中，再通过空调的方式将热量排放在户外，这种方式消耗了大量的电力，随着未来芯片的功耗和热流密度都是急剧增加，未来500W以上的芯片将是主流，功耗增加一倍甚至两倍，如果还是采用以前的芯片空冷加上空调制冷的方式进行散热，消耗的电力将是一个天文数字，这完全不符合国家对数据中心的节能减排要求，因此数据中心服务器领域的相关厂家都开始设计用液冷的方式来导热和散热，以满足国家对节能减排的高要求，这也是很多数据中心设置在海底或者环境温度较低的国家或地区。
[0006]目前芯片常用的液冷方式就是利用水冷头的底板将芯片的热量导在对流强化传热翅片组上，在水泵的压力下，使混合液与水冷头的对流强化传热翅片组进行对流热交换，其传热路径是单向的串联方式，热量只能沿芯片、水冷头的底板、底板上的对流强化传热翅片组、混合液这条传热路径进行热交换，整个传热路径的热阻是由各个部件的自身导热热阻和前后两个部件的接触热阻叠加组成，其中，对热阻影响较大的因素就是强化传热翅片组的自身导热热阻以及其各个部分的均温性，特别是芯片尺寸较小时，由于是串联方式，在这种高功耗的情况下，强化传热翅片组的自身导热热阻和温差过大，进而影响到整个传热路径的热阻。

技术实现思路

[0007]本专利技术为了克服上述中存在的至少一部分问题，提供了一种并联式双独立腔体的传热结构，同一块均温板上具有两个独立腔体，两个独立腔体交替布局，均能接触均温板的两面，能够进行热量分流和均温，使均温板底面的热源能够同时由两个独立腔体内的工质进行导热，能够选择两种不同的导热工质进行传热和均温，能够适应不同的环境温度下工作，能够满足不同环境温度下的高效传热，保持动力电池的各片电池的温度一致性，提高动力电池的快速充电效率。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，包括内部具有均温空腔的均温板，所述均温板的均温空腔内设置有腔体分隔板，腔体分隔板使均温空腔分隔形成第一腔体、第二腔体；所述腔体分隔板设置有至少一凹陷部，凹陷部与均温空腔的壁面相贴，使第一腔体、第二腔体内的导热工质能够同时作用于该侧壁面。
[0009]作为优选，所述的凹陷部包括多个第一凹陷部、第二凹陷部，第一凹陷部、第二凹陷部设置于腔体分隔板上，第一凹陷部、第二凹陷部的凹陷方向相反，至少一个第一凹陷部或第二凹陷部与均温空腔的壁面相贴，使第一腔体或第二腔体能够接触均温空腔的壁面。
[0010]作为优选，所述第一凹陷部与第二凹陷部分别与均温空腔的两端壁面相贴，使第一腔体、第二腔体分别能够接触均温空腔的上下两端面。
[0011]作为优选，所述第一腔体、第二腔体内分别设置有不同的导热工质。
[0012]作为优选，所述第一凹陷部与第二凹陷部纵横交替排列设置于腔体分隔板上，第一凹陷部与第二凹陷部之间具有过渡间隔，该过渡间隔使第一腔体、第二腔体分别形成独立、连通的腔体。
[0013]作为优选，所述均温板的均温空腔上、下壁面至少有一面设置有多孔介质毛细结构。
[0014]作为优选，所述腔体分隔板至少一面设置有多孔介质毛细结构。
[0015]作为优选，所述均温板的均温空腔内设置有至少一个支撑柱，支撑柱一端连接均温空腔的壁面，另一端连接第一凹陷部或第二凹陷部。
[0016]作为优选，所述第一腔体、第二腔体内至少设置有一个支撑柱。
[0017]作为优选，所述第一腔体与第二腔体中其中一个腔体为液冷腔体，均温板外侧设置有两个连通该液冷腔体的连接口。
[0018]作为优选，所述液冷腔体内设置有对流强化传热翅片组，翅片组将液体流向由其
中一个连接口导向另一个连接口。
[0019]本专利技术的有益效果是：一种并联式双独立腔体的传热结构，同一块均温板上具有两个独立腔体，两个独立腔体交替布局，均能接触均温板的两面，使同一片电池能够同时由两个独立腔体内的工质进行导热，能够选择两种不同的导热工质进行均温，如低温工质、常温工质，取两种工质各自的优点，在各种环境下都能发挥出最佳均热水平，把温差控制在要求以内，能够满足不同环境温度下的高效传热，保持动力电池的各片电池的均温，提高动力电池的快速充电效率。
[0020]或者，两个独立腔体中，一个腔体采用相变工质，另一个腔体采用液冷工质，芯片有一部分热量直接传导给液冷侧的底面板和对流强化传热翅片组，再传导给液冷混合液，另一部分热量通过工质发生相变过程由液体蒸发成蒸汽，将热量传导给腔体分隔板，腔体分隔板再将热量传导给强化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，包括内部具有均温空腔的均温板，其特征在于：所述均温板的均温空腔内设置有腔体分隔板，腔体分隔板使均温空腔分隔形成第一腔体、第二腔体；所述腔体分隔板设置有至少一凹陷部，凹陷部与均温空腔的壁面相贴，使第一腔体、第二腔体内的导热工质能够同时作用于该侧壁面。2.根据权利要求1所述的一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，其特征在于：所述的凹陷部包括多个第一凹陷部、第二凹陷部，第一凹陷部、第二凹陷部设置于腔体分隔板上，第一凹陷部、第二凹陷部的凹陷方向相反，至少一个第一凹陷部或第二凹陷部与均温空腔的壁面相贴，使第一腔体或第二腔体能够接触均温空腔的壁面。3.根据权利要求2所述的一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，其特征在于：所述第一凹陷部与第二凹陷部分别与均温空腔的两端壁面相贴，使第一腔体、第二腔体分别能够接触均温空腔的上下两端面。4.根据权利要求2或权利要求3所述的一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，其特征在于：所述第一腔体、第二腔体内分别设置有不同的导热工质。5.根据权利要求2或权利要求3所述的一种双独立腔体、导热路径并联的传热结构，其特征在于：所述第一凹陷部与第二凹陷部排列设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈平，
申请(专利权)人：广州华钻电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：