[發(fā)明專利]用于壓鑄的鋁合金，用于電池的散熱器，及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611128124.3
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN107419143A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 金柄秀;尹光敏;丁臺鎬
• 申請（專利權）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;B22D17/00;C22F1/043;H01M10/613;H01M10/655
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司11240
• 代理人: 陳鵬,李靜

相關申請的引證

本申請要求于2016年5月24日提交的韓國專利申請?zhí)?0-2016-0063583的優(yōu)先權，其全部內容通過引用整體并入本文用于所有目的。

技術領域

本發(fā)明的示例性實施例涉及可應用壓鑄法的鋁材料的技術。在一些實施例中，為了改善鋁熔融金屬的流動性，可通過優(yōu)化硅(Si)含量來制造具有改善的熱導率和可鑄造性的用于壓鑄的鋁合金組合物。在一些情況下，鋁合金包括除了硅(Si)和鐵(Fe)之外的元素的總含量不超過0.3wt％。還提供了一種使用這種用于壓鑄的鋁合金的用于電池的散熱器，具有改善的熱導率和可鑄造性。本文提供一種散熱器，其用于間接冷卻用于環(huán)境友好車輛的高壓電池系統(tǒng)；及其制造方法。

背景技術

由于車輛的電子控制正在增加，并且產(chǎn)生電子設備的更高輸出，散熱已經(jīng)成為問題。需要具有期望的散熱特性和性質的材料。

通常，鋁合金可以應用于用于壓鑄的部件。在一些情況下，可使用諸如ADC3、ADC10和ADC12的Al-Si合金以及諸如ADC5或ADC6的Al-Mg合金。盡管這些鋁合金具有優(yōu)異的強度，但由于在合金制造期間添加的組分而具有低的熱導率。因此，這些鋁合金用于散熱部件的用途受到限制。

例如，對于為壓鑄法優(yōu)化的ADC10和ACD12合金，它們的熱導率為98W/(m·K)，其對應純鋁的熱導率(230W/(m·K))的43％。因此，使用這種材料制造需要熱管理(heat management)的殼體或散熱器存在問題。

為了增加其熱導率，可調節(jié)或調整組分，諸如硅(Si)和銅(Cu)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鋅(Zn)和鎳(Ni)?，F(xiàn)有鋁合金的組成如下表1所示。

【表1】

具體而言，如表1所示的現(xiàn)有鋁合金材料具有如下問題。

在主要調節(jié)硅(Si)和銅(Cu)組分的鋁合金材料A的情況下，為了改善熔融金屬的流動性和對模具的咬粘(seizure)，在該工藝中添加許多合金元素，從而合金的熱導率劣化。特別是，當作為鋁合金的主要增強材料的銅(Cu)成分的含量過大時，熱導率降低，并且在壓鑄法期間發(fā)生熱脆性(hot shortness)。

在調節(jié)硅(Si)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、硼(B)組分的鋁合金材料B或C的情況下，與材料A相比，熱導率顯著改善。但是，由于材料B或C中的硅(Si)組分的含量小于參考水平，熔融金屬的流動性顯著劣化。因此，材料B或C不可用于主要用于車輛的壓鑄法。

表1的材料D是鋁擠出材料，并且通過降低鋅(Zn)、銅(Cu)、鎂(Mg)等的含量可具有約180至200W/(m·K)的優(yōu)異的熱導率。不幸的是，材料D只能在擠出工藝中用于制造產(chǎn)品，并且不可使用壓鑄法。對于這種擠出材料，與壓鑄材料相比，該材料是70％更貴的。因此，就部件的成本而言是不利的，并且由于擠出工藝的特性，設計自由度顯著劣化，并且設計限制增加。

因此，需要具有優(yōu)異的熱導率的用于壓鑄法的鋁合金組合物。

用于環(huán)境友好車輛的高壓電池是能量供給源(energy supply source)，其利用數(shù)百伏的高直流電壓流動大量電流以驅動車輛的驅動電機，并且向車輛的電氣部件供給電力。在高電壓電池中，主要使用直接冷卻方法，在該方法中，為了控制電池中的熱量，使用空氣或冷卻水直接冷卻每個電池單元。近來，已經(jīng)開發(fā)和使用了間接冷卻方法，在該方法中，為了增加影響電池容量的每個電池體積的輸出效率，通過安裝散熱器，并僅在其上部流動冷卻流體來冷卻電池單元。

對于現(xiàn)有技術中描述的間接冷卻方法，僅開發(fā)和應用了通過這樣的方法制造的散熱器：分別地，通過使用鋁板形成與電池單元表面接觸的部分的下部，使用鋁擠出材料等以翅片狀(fin shape)形成與冷卻流體接觸的部分，并組裝它們。因此，需要執(zhí)行復雜的工藝(將散熱器與電池單元組裝并且在制造散熱器之后再次組裝塑料注射模制品以形成外觀)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個實施例涉及一種新的鋁合金材料，可使用壓鑄法在制造需要散熱特性的電子部件或車輛部件時用作材料。

具體而言，本發(fā)明的一個實施例涉及一種用于壓鑄的鋁合金，可通過優(yōu)化硅(Si)和鐵(Fe)的含量和除了硅(Si)和鐵(Fe)之外的元素的含量對所述鋁合金應用具有高設計自由度的壓鑄法，并且其熱導率高。