一种新能源汽车水冷板及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种新能源汽车水冷板及其制备方法，涉及新能源水冷技术领域。本发明专利技术用于解决水冷板内冷却液瞬时压力过大容易冲击损坏内部流道，且无法结合铝合金成分及涂层、辅助件的改进来综合发挥良好且耐久的力学性能、导热性能和耐腐蚀性能的技术问题；电池模组工作过程中产生的热量经导热凝胶、耐腐蚀导热涂层、水冷盖板进入水冷主板的腔体内，使得电池模组迅速降温，提高了新能源汽车水冷板的换热效率；多种元素配合提高了铝合金卷材的力学性能和耐腐蚀性能；热压和喷涂的方式使得导热防水凸盖、耐腐蚀导热涂层易于成型，使得汽车水冷板成品发挥良好且耐久的力学性能、导热性能和耐腐蚀性能。和耐腐蚀性能。和耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车水冷板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及新能源水冷
，具体涉及一种新能源汽车水冷板及其制备方法。

技术介绍

[0002]以电池为动力的新能源汽车的关键技术之一是电池冷却降温，该技术主要分为风冷、液冷和直冷三种方式。其中，风冷被广泛应用于电动大巴中，液冷在乘用车中较为普及，而直冷技术要求最高，是电动汽车未来的发展方向。新能源汽车水冷板通常是采用上下两块铝板料钎焊而成，其中一块板料冲压流道结构，以方便冷却电池的防冻液流通，从而给电池进行持续降温。通常主要考虑材料强度和产品的耐腐蚀能力，高强度的复合材料结合水冷板结构设计可以达到减薄和降低成本的目的。
[0003]授权公告号CN111086289B的专利公开了一种水冷板及其制造方法，水冷板包括A复合板和带有流道的B复合板，A复合板包括顺序复合的芯材层铝合金和触水层铝合金；B复合板包括顺序复合的钎焊层铝合金、芯材层铝合金和保护层铝合金；A复合板的触水层铝合金与B复合板的钎焊层铝合金焊接；水冷板的制造方法包括制卷、退火、剪切、B复合板成型、组装、焊接，制得所述水冷板。该专利技术的水冷板钎焊后强度高，尺寸及板形变形小、适合冲压成型，耐腐蚀性能良好。研究现有技术中的新能源汽车水冷板及其制备方法，发现冷却液瞬时压力过大容易冲击损坏内部流道，且无法结合铝合金成分及涂层、辅助件的改进来综合发挥良好且耐久的力学性能、导热性能和耐腐蚀性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种新能源汽车水冷板及其制备方法，用于解决现有技术中水冷板内冷却液瞬时压力过大容易冲击损坏内部流道，且无法结合铝合金成分及涂层、辅助件的改进来综合发挥良好且耐久的力学性能、导热性能和耐腐蚀性能的技术问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术提供一种新能源汽车水冷板，包括水冷盖板、水冷主板和对接端头，水冷盖板与水冷主板的尺寸适配并设于水冷主板的上方，多个对接端头对称设置于水冷盖板与水冷主板长度方向的两侧，穿过水冷盖板和水冷主板上对接端头的螺栓将水冷盖板与水冷主板紧固，水冷主板长度方向的两侧中心部位分别设有进水板和出水板，进水板和出水板上分别设有进水接头和出水接头，水冷盖板的上方通过导热凝胶与电池模组面接触，水冷盖板的上表面喷涂有耐腐蚀导热涂层；
[0007]所述水冷主板上设有供冷却液流动的内凹的流道腔，流道腔内冲压形成有弯折流道，弯折流道的一端与进水接头连通，另一端与出水接头连通；弯折流道的外围设有弯折围挡；弯折流道的路径上设有多个不与弯折围挡接触的流道凸块，流道凸块的外围热压成型有导热防水凸盖。
[0008]进一步的，所述水冷盖板和水冷主板的外围和中心设有多个铆孔，铆钉穿过铆孔
将水冷盖板与水冷主板紧固；弯折围挡内贯穿设有多条连通相邻弯折流道的微流道。
[0009]进一步的，所述耐腐蚀导热涂层的制备方法包括以下步骤：
[0010]分散液制备：将亚甲基二萘磺酸钠溶解于异丙醇内，超声波处理20min得到浓度0.05mol/L的分散液；
[0011]耐腐蚀导热涂层料制备：按照重量份，将25～32份氮化铝、10～16份钛白粉和2～5份高岭土加入50份分散液内，剪切分散得到细度小于30μm的细化浆料，再加入20～28份水性氟碳树脂和3～5份十二碳醇酯，高速搅拌30min得到耐腐蚀导热涂层料；
[0012]喷涂烘干：将耐腐蚀导热涂层料以0.6～0.8MPa的压缩空气为动力，喷涂至水冷盖板的上表面，110℃烘干形成耐腐蚀导热涂层。
[0013]进一步的，所述导热防水凸盖的制备方法包括以下步骤：
[0014]改性助磨剂合成：向配备机械搅拌器、冷凝管的三口烧瓶内依次加入马来酸酐、三异丙醇胺和对甲苯磺酸，升温至35～45℃，保温搅拌反应3小时，冷却至室温后去离子水洗涤、分层，取有机相；向有机相内加入甲基丙烯酸六氟丁酯和引发剂偶氮二异丁腈，搅拌反应2～3小时后，加水稀释，有机相在50℃下减压蒸馏除去低沸成分得到改性助磨剂；
[0015]改性填充微粉制备：按照重量份，将12～25份棕刚玉、3～6份复合磷酸盐结合剂和0.5～3份纳米级氧化铝混合均匀后，依次通过磁选除铁、破碎、80～90℃干燥至恒重后，加入改性助磨剂，放入球磨机内以600～700rpm转速球磨1～2小时，得到改性填充微粉；
[0016]导热防水材料制备：按照重量份，将1～3份碳酸钙、0.8～1.2份硬脂酸、2～4份氧化锌、18～25份改性填充微粉、1～3份硫磺和1～3份2
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巯基苯并噻唑放入密炼机中，混炼5～10min得到密炼胶，密炼胶开练得到生胶片，生胶片置于硫化机内，在140～150℃下硫化30min得到导热防水材料；
[0017]裁切热压：将导热防水材料裁切成与流道凸块适配的尺寸，于120～135℃下以5MPa的压力热压紧固于流道凸块的外围，形成导热防水凸盖。
[0018]进一步的，所述马来酸酐与三异丙醇胺、对甲苯磺酸、甲基丙烯酸六氟丁酯、偶氮二异丁腈的摩尔比为3：2：0.5：1：0.1；所述复合磷酸盐由铝铬磷酸盐、镁铬磷酸盐和钠铬磷酸盐按照质量比5：1：1混合得到。
[0019]本专利技术还提供了上述新能源汽车水冷板的制备方法，包括以下步骤：
[0020]S1、铝合金卷材制备：按照铝合金卷材的元素配比称取合金原料，熔铸后铣面，热轧收卷得到5～8mm厚的热轧卷，热轧卷经冷轧收卷得到2～3mm厚的冷轧卷；冷轧卷在氮气氛围下退火得到铝合金卷材；
[0021]S2、剪切冲压：将铝合金卷材矫直后剪切成与水冷盖板、水冷主板、对接端头、进水板和出水板尺寸适配的铝合金板材；并利用冲压机冲压出水冷盖板，冲压出具有流道腔、弯折流道、弯折围挡、微流道和流道凸块的水冷主板，冲压出具有安装孔的对接端头、进水板和出水板，钻头钻取多个铆孔；
[0022]S3、导热防水凸盖制备：将导热防水材料裁切成与流道凸块适配的尺寸，于120～135℃下以5MPa的压力热压紧固于流道凸块的外围，形成导热防水凸盖；
[0023]S4、焊接组装：将对接端头焊接在水冷盖板和水冷主板的两侧，将进水板和出水板焊接在水冷主板的两侧，将水冷盖板和水冷主板焊接，螺栓穿过对接端头将水冷盖板与水冷主板紧固，铆钉穿过铆孔将水冷盖板与水冷主板紧固；
[0024]S5、涂层喷涂：将耐腐蚀导热涂层料以0.6～0.8MPa的压缩空气为动力，喷涂至水冷盖板的上表面，110℃烘干形成耐腐蚀导热涂层。
[0025]进一步的，所述铝合金卷材由以下质量百分比的元素组成：Fe 0.3～0.6％、Mn 1.2～1.8％、Mg 0.1～0.3％、Zn 0.2～0.4％、Cu 0.6～0.9％、Ti 0.06～0.13％、Zr0.02～0.06％、Cr 0.02～0.05％、Ni 0.12～0.18％、Ir 0.02～0.05％，余量为Al及不可避免的杂质；退火温度为360～380℃，退火时间为3～4小时。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车水冷板，包括水冷盖板(1)、水冷主板(2)和对接端头(3)，水冷盖板(1)与水冷主板(2)的尺寸适配并设于水冷主板(2)的上方，多个对接端头(3)对称设置于水冷盖板(1)与水冷主板(2)长度方向的两侧，穿过水冷盖板(1)和水冷主板(2)上对接端头(3)的螺栓(4)将水冷盖板(1)与水冷主板(2)紧固，其特征在于，水冷主板(2)长度方向的两侧中心部位分别设有进水板(21)和出水板(22)，进水板(21)和出水板(22)上分别设有进水接头(23)和出水接头(24)，水冷盖板(1)的上方通过导热凝胶与电池模组(5)面接触，水冷盖板(1)的上表面喷涂有耐腐蚀导热涂层；所述水冷主板(2)上设有供冷却液流动的内凹的流道腔(25)，流道腔(25)内冲压形成有弯折流道(26)，弯折流道(26)的一端与进水接头(23)连通，另一端与出水接头(24)连通；弯折流道(26)的外围设有弯折围挡(27)，弯折流道(26)的路径上设有多个不与弯折围挡(27)接触的流道凸块，流道凸块的外围热压成型有导热防水凸盖(29)。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车水冷板，其特征在于，所述水冷盖板(1)和水冷主板(2)的外围和中心设有多个铆孔(11)，铆钉(12)穿过铆孔(11)将水冷盖板(1)与水冷主板(2)紧固；弯折围挡(27)内贯穿设有多条连通相邻弯折流道(26)的微流道(28)。3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车水冷板，其特征在于，所述耐腐蚀导热涂层的制备方法包括以下步骤：分散液制备：将亚甲基二萘磺酸钠溶解于异丙醇内，超声波处理20min得到浓度0.05mol/L的分散液；耐腐蚀导热涂层料制备：按照重量份，将25～32份氮化铝、10～16份钛白粉和2～5份高岭土加入50份分散液内，剪切分散得到细度小于30μm的细化浆料，再加入20～28份水性氟碳树脂和3～5份十二碳醇酯，高速搅拌30min得到耐腐蚀导热涂层料；喷涂烘干：将耐腐蚀导热涂层料以0.6～0.8MPa的压缩空气为动力，喷涂至水冷盖板的上表面，110℃烘干形成耐腐蚀导热涂层。4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车水冷板，其特征在于，所述导热防水凸盖的制备方法包括以下步骤：改性助磨剂合成：向配备机械搅拌器、冷凝管的三口烧瓶内依次加入马来酸酐、三异丙醇胺和对甲苯磺酸，升温至35～45℃，保温搅拌反应3小时，冷却至室温后去离子水洗涤、分层，取有机相；向有机相内加入甲基丙烯酸六氟丁酯和引发剂偶氮二异丁腈，搅拌反应2～3小时后，加水稀释，有机相在50℃下减压蒸馏除去低沸成分得到改性助磨剂；改性填充微粉制备：按照重量份，将12～25份棕刚玉、3～6份复合磷酸盐结合剂和0.5～3份纳米级氧化铝混合均匀后，依次通过磁选除铁、破碎、80～90℃干燥至恒重后，加入改性助磨剂，放入球磨机内以600～700rpm转速球磨1～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：严晓伟，
申请(专利权)人：苏州市永创金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：