[发明专利]一种多层共挤冷却管材及制备方法

说明书

一种多层共挤冷却管材及制备方法。涉及冷却管技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池包内部的冷却水路管材。提供了一种耐渗透，且耐环境应力开裂，适用于新能源车辆电池包散热应用场合的多层共挤冷却管材及制备方法。管材的多层结构通过多层模具共同挤出，再经固化成型制得，所述管材包括至少一层防护层和至少一层改性HDPE层，所述防护层和所述改性HDPE层间隔设置，间隔设置的各层之间设有粘结层，所述改性HDPE层为硅烷交联高密度聚乙烯。本发明大幅提高电池包使用寿命的同时，还提高了电池包的运行可靠性，降低漏电、起火等安全事故风险。

技术领域

本发明涉及冷却管技术领域，具体涉及一种新能源汽车电池包内部的冷却水路管材。

背景技术

随着新能源汽车工业的发展，国内国际市场对于新能源汽车的电池系统的冷却要求越来越高。最初借用燃油车的冷却管路结构越来越不能满足新能源车对于冷却系统的要求，特别是电池包内对于塑料管路水渗透的要求，其根本性原因是：电池包整体的密封结构和包内电池绝缘的环境都要求包内的冷却液塑料管路在高温工作环境下的水渗透越低越好。

电池包作为新能源汽车的动力来源，具有至关重要的作用。汽车运行过程中，电池包发热量较大，以传统的散热风扇等采用空气作为媒介进行热量交换，难以满足电池包散热需求。且目前电池包大多呈扁平状，其中心部位与边缘部位在工作过程中由于散热条件不同，会形成较大的温度差异，进而影响电池包整体的工作效能。对此，有设计单位提出对电池包进行分区冷却的改进理念，这就需要形成多个区域的换热板块实现对不同区域电池的散热。然而，在电池包狭小、密闭的空间内设置冷却介质传输管路，对管路自身的材质提出了以下两方面核心要求：一是耐水渗透，电池包在密封后，需严格杜绝内部环境内的湿度变化；二是弯曲变形能力，电池包内空间狭小，布设管路时需要管路本身具有良好的变形能力，且能保证其强度。

而现有技术中，水管多由单层PP（聚丙烯）、PA（聚酰胺）、HDPE（高密度聚乙烯）制得或通过PP+PA复合制得，但存在以下缺陷：PP、PA能耐120℃高温工况且可在150℃高温下定型加工以适应电池包的空间要求，但其耐水渗透功能弱；而HDPE具有一定的耐水渗透性能，但其熔点低（130℃），不能适应150℃的高温定型加工，且易发脆、发生应力开裂，不能满足在电池包内进行弯折盘绕的布设要求；电池包内部为封闭空间，出现水分渗漏会极大降低电池的使用寿命，甚至引发安全事故，故现有水管难以直接应用于电池包进行液冷冷却。

因此，以传统燃油车的塑料冷却管路结构为基础，如何选择一种高阻水性塑料材料作为多层结构中的一层或者多层，以满足新能源汽车电池包内外的阻水性要求，进而适应电池包散热应用场合的冷却管路，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种耐渗透，且耐环境应力开裂，适用于新能源车辆电池包散热应用场合的多层共挤冷却管材及制备方法。

本发明的技术方案为：

一种多层共挤冷却管材，管材的多层结构通过多层模具共同挤出，再经固化成型制得，

所述管材包括至少一层防护层和至少一层改性HDPE层，所述防护层和所述改性HDPE层间隔设置，间隔设置的各层之间设有粘结层，所述改性HDPE层为硅烷交联高密度聚乙烯。

进一步地，所述硅烷交联高密度聚乙烯由质量份3~7的催化剂和质量份93~97的接枝料反应制得。

进一步地，所述接枝料为硅烷接枝聚乙烯或硅烷接枝高密度聚乙烯。

进一步地，所述催化剂以聚乙烯为载体。

进一步地，所述粘结层为马来酸酐改性的高密度聚乙烯。

进一步地，所述管材的直径为8~23mm，所述管材的壁厚为0.95~2.2mm，所述防护层的厚度为0.1~0.5mm，所述粘结层的厚度为0.05~0.15mm，所述改性HDPE层的厚度为0.05~0.9mm。