一種多通道液流溫控導熱板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道液流溫控導熱板，由基板和蓋板形成液體流道，在液體流道的兩端分別設置有液體入口和液體出口；液體入口和液體出口處在液體流道的斜對角的位置上，其特征是：在液體流道內(nèi)設置“Z”形分流結構，并設置各道橫向?qū)Я靼?。本發(fā)明能有效克服現(xiàn)有電子元器件散熱和動力電池加熱或散熱的溫度不均勻性的問題，在實現(xiàn)電子元器件和動力電池的高效導熱基礎上，保證器件溫度的均勻一致。
【專利說明】
一種多通道液流溫控導熱板
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于熱傳遞技術領域，具體是一種應用于大功率電子元器件散熱或動力電池加熱散熱的多通道液流溫控導熱板。
【背景技術】
[0002]隨著電子元器件的高功率、高集成的飛速發(fā)展，各種大電流、高速度、高功率密度電子元器件如電阻器、晶體管、大功率集成電路等不斷涌現(xiàn)，這些大功率電力電子元器件在工作時產(chǎn)生的耗散熱量越來越大，導致了電子元件溫度不斷上升，如果不及時散熱就會導致電子元件的失效或損壞。同時，電力電子元器件的正常工作也需要保證其溫度均勻性，避免出現(xiàn)溫度過高的結點，確保器件運行的穩(wěn)定性。
[0003]在新能源汽車的動力電池熱管領域，一方面需要在高溫環(huán)境下對動力電池進行散熱，另一方面則需要在低溫環(huán)境下對動力電池進行加熱，以保證動力電池工作在合適的溫度區(qū)間。同樣也需保證受散熱或受加熱的動力電池表面溫度的均勻性，避免因某一局部點溫度過高而造成累計熱失控事件。
[0004]在目前大功率電子元器件散熱或動力電池加熱與散熱方面，通過導熱板來進行換熱的傳遞是一種良好的傳熱方式。為了增加熱傳遞的效果，一般在導熱板內(nèi)鑿有液體流道，通過不同溫度水平液體的流入流出來實現(xiàn)散熱和加熱的目的，即當電子元器件或動力電池的溫度過低時，加熱液體，通過對流換熱使導熱板升溫，再通過導熱的方式將熱量傳遞給被加熱對象；當電子元器件或動力電池的溫度過高時，利用較低溫的液體(通常是接近于環(huán)境溫度的液體)流過導熱板，通過導熱的方式將高溫器件的熱量源源不斷地傳遞給導熱板，再傳遞給較低溫度的流體，將熱量帶走。
[0005]液流導熱板的結構形式很多，目前以多通道為最常見。但目前的多通道液流導熱板存在著流量分配不均的問題。現(xiàn)有技術的多通道液流導熱板中，液體從一側液體入口進入主流道，在靠近液體入口處流速較高，在最接近液體入口的支流道的進口附件形成局部負壓，導致在該支流道中形成有回流。致使在現(xiàn)有技術中的多通道液流導熱板中，一些位置上的通道流量較大，冷卻效果顯著，而另外一些位置上的通道流量很小，熱量堆積，整體溫差大;甚至有些單通道存在液體渦旋或回流現(xiàn)象，無法將熱量迅速進行傳遞，導致局部達不到加熱或散熱的要求，影響了器件的溫度場均勻性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術所存在的不足，提供一種多通道液流溫控導熱板，以克服現(xiàn)有電子元器件散熱和動力電池加熱或散熱的溫度不均勻性的問題，在實現(xiàn)電子元器件和動力電池的高效導熱基礎上，保證器件溫度的均勻一致。
[0007]本發(fā)明為解決技術問題采用如下技術方案:
[0008]本發(fā)明多通道液流溫控導熱板，由基板和蓋板形成液體流道，在所述液體流道的兩端分別設置有液體入口和液體出口 ；所述液體入口和液體出口處在液體流道的斜對角的位置上，其結構特點是:
[0009]在所述液體入口的軸線位置上、設置一分流鈍體，所述分流鈍體呈三角形，所述三角形的頂點處在液體入口的軸線上、朝向液體入口的方向，并與液體入口保持有間隔;在所述分流鈍體的尾部連接一段處在液體入口的軸線位置上的前段縱向分流板，使得在液體入口處的入口主流道在所述前段縱向分流板頂面和底面形成上下分層;在所述前段縱向分流板的尾部呈“L”形連接一段橫向分流板，所述橫向分流板的另一端指向并達到液體出口的軸線位置，在所述橫向分流板的另一端連接一段處在液體出口的軸線位置上、并朝向液體出口一端的后段縱向分流板;使得在液體出口處的出口主流道在所述后段縱向分流板的頂面和底面形成上下分層；以相連接的前段縱向分流板、橫向分流板和后段縱向分流板構成“Z”形分流結構；
[0010]在所述基板內(nèi)，間隔且平設置各道橫向?qū)Я靼?，支流道形成在相鄰的橫向?qū)Я靼逯g;所述各道橫向?qū)Я靼宸謩e是首道導流板、中間導流板和末道導流板;所述首道導流板貼靠在液體入口所在一端的基板前端板內(nèi)側壁上，并處在液體入口的下方;所述末道導流板貼靠在液體出口所在一端的基板后端板內(nèi)側壁上，并處在液體出口的上方;所述中間導流板以柵板的形式間隔且平行設置在液體流道中；
[0011 ]所述各道橫向?qū)Я靼遄允椎缹Я靼迤?，依次在橫向上呈階梯布置，所述呈階梯布置是指各道橫向?qū)Я靼宓捻敹艘来翁幵诔孰A梯式等量上升的位置上，各道橫向?qū)Я靼宓牡锥艘蔡幵诔孰A梯式等量上升的位置上；
[0012]所述分流鈍體、前段縱向分流板、橫向分流板、后段縱向分流板以及各道橫向?qū)Я靼宓膬蓚冗叿謩e與基板和蓋板形成封閉連接，阻止液體在側邊流動。
[0013]本發(fā)明多通道液流溫控導熱板的結構特點也在于:所述橫向分流板處在液體流道的中部，并且與兩側相鄰的橫向?qū)Я靼迤叫星议g隔設置。
[0014]本發(fā)明多通道液流溫控導熱板的結構特點也在于:在包括各道橫向?qū)Я靼迮c橫向分流板在內(nèi)的各器件中，各相鄰器件之間為等間距分布，形成流道截面大小相等的支流道。
[0015]本發(fā)明多通道液流溫控導熱板的結構特點也在于:所述分流鈍體為等腰三角形；令:
[0016]所述等腰三角形中處在下方的一條斜邊朝向下方的延長形成為延長線Pl;
[0017]處在與首道導流板相鄰位置上的中間導流板為第一道中間導流板，形成在首道導流板與第一道中間導流板之間的支流道為第一道支流道；
[0018]所述第一道中間導流板的頂部邊線朝向液體入口所在一側的延長線為延長線P2;
[0019]所述延長線Pl與延長線P2形成有交點B;
[0020]則有:設置所述分流鈍體的位置，使得所述交點B處在所述第一道支流道中。
[0021 ]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0022]1、本發(fā)明中“Z”形分流結構使液體流道中每個主流道內(nèi)支流道的數(shù)量直接減半，因此降低了流量均分的難度。
[0023]2、本發(fā)明中分流鈍體的設置增大了靠近液體入口處的支流道的入口壓力，避免支流道存在回流，使所有支流道的換熱沿程相同，換熱更加均勻。
[0024]3、本發(fā)明中各道橫向?qū)Я靼宄孰A梯式等間距等階躍分布使支流道流量相等，保證了導熱的一致性，極大程度上避免了目前導熱板因流量不均勻?qū)е碌膶岵痪?，解決了電子元器件或動力電池液冷散熱時存在的溫度不均勻問題。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明結構不意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中液體入口位置局部放大圖。
[0027]
[0028]圖中標號:I基板，2蓋板，3液體流道，31&入口主流道，3Ib出口主流道，32支流道，4液體入口，5液體出口，6分流鈍體，7a前段縱向分流板，7b橫向分流板，7c后段縱向分流板，8a首道導流板，8b中間導流板，8c末道導流板。
【具體實施方式】
[0029]參見圖1，本實施例中多通道液流溫控導熱板是由基板I和蓋板2形成液體流道3，在液體流道的兩端分別設置有液體入口 4和液體出口 5;液體入口4和液體出口 5處在液體流道的斜對角的位置上。在液體入口 4的軸線位置上、設置一分流鈍體6，分流鈍體6呈三角形，三角形的頂點處在液體入口 4的軸線上、朝向液體入口 4的方向，并與液體入口 4保持有間隔；在分流鈍體6的尾部連接一段處在液體入口 4的軸線位置上的前段縱向分流板7a，使得在液體入口 4處的入口主流道31a在前段縱向分流板7a頂面和底面形成上下分層;在前段縱向分流板7a的尾部呈“L”形連接一段橫向分流板7b，橫向分流板7b的另一端指向并達到液體出口 5的軸線位置，在橫向分流板7b的另一端連接一段處在液體出口 5的軸線位置上、并朝向液體出口5—端的后段縱向分流板7c;使得在液體出口5處的出口主流道31b在后段縱向分流板7c的頂面和底面形成上下分層；以相連接的前段縱向分流板7a、橫向分流板7b和后段縱向分流板7c構成“Z”形分流結構。
[0030]在基板內(nèi)，間隔且平設置各道橫向?qū)Я靼?，支流?2形成在相鄰的橫向?qū)Я靼逯g；各道橫向?qū)Я靼宸謩e是首道導流板、中間導流板和末道導流板Sc;首道導流板貼靠在液體入口 4所在一端的基板前端板內(nèi)側壁上，并處在液體入口 4的下方;末道導流板貼靠在液體出口 5所在一端的基板后端板內(nèi)側壁上，并處在液體出口 5的上方；中間導流板8b以柵板的形式間隔且平行設置在液體流道中。
[0031 ]各道橫向?qū)Я靼遄允椎缹Я靼迤?，依次在橫向上呈階梯布置，呈階梯布置是指各道橫向?qū)Я靼宓捻敹艘来翁幵诔孰A梯式等量上升的位置上，各道橫向?qū)Я靼宓牡锥艘蔡幵诔孰A梯式等量上升的位置上。
[0032]分流鈍體6、前段縱向分流板7a、橫向分流板7b、后段縱向分流板7c以及各道橫向?qū)Я靼宓膬蓚冗叿謩e與基板和蓋板形成封閉連接，阻止液體在側邊流動。
[0033]具體實施中，橫向分流板7b處在液體流道的中部，并且與兩側相鄰的橫向?qū)Я靼迤叫星议g隔設置;在包括各道橫向?qū)Я靼迮c橫向分流板7b在內(nèi)的各器件中，各相鄰器件之間為等間距分布，形成流道截面大小相等的支流道32。
[0034]如圖2所示，本實施例設置分流鈍體6為等腰三角形;令:
[0035]等腰三角形中處在下方的一條斜邊朝向下方的延長形成為延長線Pl;
[0036]處在與首道導流板8a相鄰位置上的中間導流板為第一道中間導流板，形成在首道導流板與第一道中間導流板之間的支流道為第一道支流道；
[0037]第一道中間導流板的頂部邊線朝向液體入口所在一側的延長線為延長線P2;
[0038]延長線Pl與延長線P2形成有交點A;
[0039]則有:設置分流鈍體6的位置，使得交點A處在第一道支流道中。
[0040]具體實施中，可以根據(jù)電子元器件或動力電池的不同導熱需求，改變橫向?qū)Я靼宓臄?shù)量，以及改變支流道的尺寸等。
[0041 ]液體從液體入口 4進入，被分流鈍體6分流進入入口主流道31，入口主流道31中處在下層的液流進入前半程支流道，處在上層的液流進入后半程支流道，最后匯流在出口主流道31b中導出。
[0042]這一結構形式極大地提高了整個流道中液流的均勻性，分流鈍體增加了靠近液體入口處的支流道的入口壓力，避免在該位置處的支流道的回流，使各支流道的換熱沿程相同，換熱更加均勻；各道橫向?qū)Я靼宄孰A梯式等間距分布使入口主流道的寬度沿主流方向逐漸變小，入口主流道中的液流等份流入各支流道，使支流道流量相等，借此極大程度地避免了因流量不均勻?qū)е碌膶岵痪鉀Q了電子元器件或動力電池液冷散熱時存在的溫度不均勻問題。
【主權項】
1.一種多通道液流溫控導熱板，由基板和蓋板形成液體流道，在所述液體流道的兩端分別設置有液體入口( 4)和液體出口( 5);所述液體入口( 4)和液體出口( 5)處在液體流道的斜對角的位置上，其特征是: 在所述液體入口(4)的軸線位置上、設置一分流鈍體(6)，所述分流鈍體(6)呈三角形，所述三角形的頂點處在液體入口(4)的軸線上、朝向液體入口(4)的方向，并與液體入口(4)保持有間隔;在所述分流鈍體(6)的尾部連接一段處在液體入口(4)的軸線位置上的前段縱向分流板(7a)，使得在液體入口(4)處的入口主流道(31a)在所述前段縱向分流板(7a)頂面和底面形成上下分層；在所述前段縱向分流板(7a)的尾部呈“L”形連接一段橫向分流板(7b)，所述橫向分流板(7b)的另一端指向并達到液體出口(5)的軸線位置，在所述橫向分流板(7b)的另一端連接一段處在液體出口(5)的軸線位置上、并朝向液體出口(5)—端的后段縱向分流板(7c);使得在液體出口(5)處的出口主流道(31b)在所述后段縱向分流板(7c)的頂面和底面形成上下分層；以相連接的前段縱向分流板(7a)、橫向分流板(7b)和后段縱向分流板(7c)構成“Z”形分流結構； 在所述基板內(nèi)，間隔且平設置各道橫向?qū)Я靼澹Я鞯?32)形成在相鄰的橫向?qū)Я靼逯g;所述各道橫向?qū)Я靼宸謩e是首道導流板、中間導流板和末道導流板;所述首道導流板貼靠在液體入口(4)所在一端的基板前端板內(nèi)側壁上，并處在液體入口(4)的下方;所述末道導流板貼靠在液體出口(5)所在一端的基板后端板內(nèi)側壁上，并處在液體出口(5)的上方;所述中間導流板以柵板的形式間隔且平行設置在液體流道中； 所述各道橫向?qū)Я靼遄允椎缹Я靼迤穑来卧跈M向上呈階梯布置，所述呈階梯布置是指各道橫向?qū)Я靼宓捻敹艘来翁幵诔孰A梯式等量上升的位置上，各道橫向?qū)Я靼宓牡锥艘蔡幵诔孰A梯式等量上升的位置上； 所述分流鈍體(6)、前段縱向分流板(7a)、橫向分流板(7b)、后段縱向分流板(7c)以及各道橫向?qū)Я靼宓膬蓚冗叿謩e與基板和蓋板形成封閉連接，阻止液體在側邊流動。2.根據(jù)權利要求1所述的多通道液流溫控導熱板，其特征是:所述橫向分流板(7b)處在液體流道的中部，并且與兩側相鄰的橫向?qū)Я靼迤叫星议g隔設置。3.根據(jù)權利要求1所述的多通道液流溫控導熱板，其特征是:在包括各道橫向?qū)Я靼迮c橫向分流板(7b)在內(nèi)的各器件中，各相鄰器件之間為等間距分布，形成流道截面大小相等的支流道(32)。4.根據(jù)權利要求1所述的多通道液流溫控導熱板，其特征是:所述分流鈍體(6)為等腰三角形;令: 所述等腰三角形中處在下方的一條斜邊朝向下方的延長形成為延長線PI; 處在與首道導流板相鄰位置上的中間導流板為第一道中間導流板，形成在首道導流板與第一道中間導流板之間的支流道為第一道支流道； 所述第一道中間導流板的頂部邊線朝向液體入口所在一側的延長線為延長線P2; 所述延長線Pl與延長線P2形成有交點B; 則有:設置所述分流鈍體(6)的位置，使得所述交點B處在所述第一道支流道中。
【文檔編號】H01M10/613GK105932356SQ201610326136
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】唐志國, 馬鵬程, 劉輕輕, 周嘉, 閔小滕
【申請人】合肥工業(yè)大學