[發明專利]一種動力電池微通道冷板及其制備方法

有效

• 申請號: 202110277322.0
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113078389B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 王長龍;吳應強;吳長英;曾應平;周志武;曾春平
• 申請（專利權）人: 深圳市朗泰灃電子有限公司
• 主分類號: H01M10/6554
• 分類號: H01M10/6554;H01M10/0525;H01M10/613;B29C33/38;B29C45/14
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 梁秀秀

一種動力電池微通道冷板，包括小通道基材(10)、貫通部(14)，對導熱膜基材(24)實施受控的形變緊貼貫通部內壁而形成導熱管膜(20)，導熱管膜(20)內腔形成微通道(21)；所述微通道(21)貫通所述小通道基材的厚度，寬度小于1mm，高寬比大于10，用于通過流通于其內的冷卻介質帶走導熱管膜(20)的熱量；導熱管膜(20)的頂壁突出上壁(11)和或下壁(12)外表面地成型有所述外突平面部(15)，用于吸收動力電池的熱量。所述動力電池微通道冷板，通過多個導熱管膜基材受控形變緊貼貫通部而形成微通道，低成本實現比肩金屬板表面加工微通道的高導熱性能。

技術領域

本發明涉及動力電池冷卻的技術領域，具體涉及一種動力電池微通道冷板及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池對溫度非常敏感，在合適的溫度范圍內電池組才能高效率放電并保持良好的性能。高溫時易出現老化速度快、熱阻增加快、循環次數少、使用壽命短等問題。要將電池組工作溫度控制在理想的范圍內，必須采用一定的散熱措施。鋰電池散熱系統設計強調2個目標參數，一個是電池組的溫度要控制在低于40℃，另一個是電池組的溫度差不超過3℃，即單體電池間的溫度均勻性最好。好的散熱方式必須考慮強散熱效果和功耗、制造成本之間的沖突。

微通道冷板是冷板控制溫差的較好選擇，但是卻遇到昂貴的制造成本的代價而望微興嘆。微通道加工技術有很多種，蝕刻、激光加工、電火花加工、微細切削、燒結成型和3D打印。刻蝕、LIGA加工可實現高深寬比微通道的加工，但其加工材料限于硅、聚合物材料。激光、電火花加工方法適用的材料范圍更廣，得到微通道表面相比刻蝕、LIGA、微細切削等微通道更為粗糙。燒結加工能夠形成多孔表面結構，具有換熱面積大、強化換熱的優點；3D打印技術具有成形速度快、材料利用率高、生產周期短與數字化程度高等特點，是未來微通道加工的主流方向，但是目前存在加工成本高、設備昂貴以及加工材料受限等局限。

通用汽車環球科技運作有限責任公司的一種基于相等溫度梯度的改進微通道液冷板(CN104051818 A 20140917)，包括設計為沿冷板長度方向倒U形延伸的多個冷卻通道MC1-MC9，冷卻通道橫截面積為0.5-0.8mm²，將現有技術的冷板平均溫差5.3℃降低至3℃。但是，按照矩形槽計算，翅片高度3mm時，槽深1.7mm。對于280mm·150mm的動力電池來說，其機械加工微通道的成本是非常昂貴的。

目前，微通道加工的主流方法是高速銑削，然而微通道具有肋片寬度窄、通道直徑小、通道高寬比大的特點，切削效率低下，刀具容易折斷。從制造的角度考慮，不建議設計選用0.2mm、0.3mm寬度的微通道。綜合考慮通道散熱效果和加工效率，通常設計深寬比10倍以內的微通道是性價比最高的。微通道的應用主要在電子器件領域，散熱面積很小，將其用于大面積的冷板，則微通道的加工成本太高。

綜上，設計一種動力電池冷板，既能把電池組溫度控制在低于40℃且電池組的溫度差不超過3℃，具有比肩微通道的高對流換熱系數，其制造成本又相當低，是動力電池熱管理領域亟待解決的關鍵難題。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種定尺剛性注塑冷板、制備方法及其應用，解決“電池組溫度控制在低于40℃且電池組的溫度差不超過3℃，重量輕，高散熱效果且低功耗”的問題。

本發明的目的是這樣實現的，一種動力電池微通道冷板，包括

小通道基材，所述小通道基材包括一體連接的上壁和下壁，用于提供冷板的整體強度和對動力電池的支撐；

貫通部，多個所述貫通部分別以能夠覆蓋動力電池散熱面積地間隔設于上壁和/或下壁，同時貫通部頂側貫通至所述上壁和/或下壁外表面；

微通道，對導熱管膜基材實施受控的形變緊貼貫通部內壁而形成導熱管膜，導熱管膜內腔形成微通道；所述微通道貫通所述小通道基材的厚度，寬度小于1mm，高寬比大于10，用于通過流通于其內的冷卻介質帶走導熱管膜的熱量；