[发明专利]一种动力电池微通道冷板及其制备方法

说明书

一种动力电池微通道冷板，包括小通道基材(10)、贯通部(14)，对导热膜基材(24)实施受控的形变紧贴贯通部内壁而形成导热管膜(20)，导热管膜(20)内腔形成微通道(21)；所述微通道(21)贯通所述小通道基材的厚度，宽度小于1mm，高宽比大于10，用于通过流通于其内的冷却介质带走导热管膜(20)的热量；导热管膜(20)的顶壁突出上壁(11)和或下壁(12)外表面地成型有所述外突平面部(15)，用于吸收动力电池的热量。所述动力电池微通道冷板，通过多个导热管膜基材受控形变紧贴贯通部而形成微通道，低成本实现比肩金属板表面加工微通道的高导热性能。

技术领域

本发明涉及动力电池冷却的技术领域，具体涉及一种动力电池微通道冷板及其制备方法。

背景技术

锂离子电池对温度非常敏感，在合适的温度范围内电池组才能高效率放电并保持良好的性能。高温时易出现老化速度快、热阻增加快、循环次数少、使用寿命短等问题。要将电池组工作温度控制在理想的范围内，必须采用一定的散热措施。锂电池散热系统设计强调2个目标参数，一个是电池组的温度要控制在低于40℃，另一个是电池组的温度差不超过3℃，即单体电池间的温度均匀性最好。好的散热方式必须考虑强散热效果和功耗、制造成本之间的冲突。

微通道冷板是冷板控制温差的较好选择，但是却遇到昂贵的制造成本的代价而望微兴叹。微通道加工技术有很多种，蚀刻、激光加工、电火花加工、微细切削、烧结成型和3D打印。刻蚀、LIGA加工可实现高深宽比微通道的加工，但其加工材料限于硅、聚合物材料。激光、电火花加工方法适用的材料范围更广，得到微通道表面相比刻蚀、LIGA、微细切削等微通道更为粗糙。烧结加工能够形成多孔表面结构，具有换热面积大、强化换热的优点；3D打印技术具有成形速度快、材料利用率高、生产周期短与数字化程度高等特点，是未来微通道加工的主流方向，但是目前存在加工成本高、设备昂贵以及加工材料受限等局限。

通用汽车环球科技运作有限责任公司的一种基于相等温度梯度的改进微通道液冷板(CN104051818 A 20140917)，包括设计为沿冷板长度方向倒U形延伸的多个冷却通道MC1-MC9，冷却通道横截面积为0.5-0.8mm²，将现有技术的冷板平均温差5.3℃降低至3℃。但是，按照矩形槽计算，翅片高度3mm时，槽深1.7mm。对于280mm·150mm的动力电池来说，其机械加工微通道的成本是非常昂贵的。

目前，微通道加工的主流方法是高速铣削，然而微通道具有肋片宽度窄、通道直径小、通道高宽比大的特点，切削效率低下，刀具容易折断。从制造的角度考虑，不建议设计选用0.2mm、0.3mm宽度的微通道。综合考虑通道散热效果和加工效率，通常设计深宽比10倍以内的微通道是性价比最高的。微通道的应用主要在电子器件领域，散热面积很小，将其用于大面积的冷板，则微通道的加工成本太高。

综上，设计一种动力电池冷板，既能把电池组温度控制在低于40℃且电池组的温度差不超过3℃，具有比肩微通道的高对流换热系数，其制造成本又相当低，是动力电池热管理领域亟待解决的关键难题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种定尺刚性注塑冷板、制备方法及其应用，解决“电池组温度控制在低于40℃且电池组的温度差不超过3℃，重量轻，高散热效果且低功耗”的问题。

本发明的目的是这样实现的，一种动力电池微通道冷板，包括

小通道基材，所述小通道基材包括一体连接的上壁和下壁，用于提供冷板的整体强度和对动力电池的支撑；

贯通部，多个所述贯通部分别以能够覆盖动力电池散热面积地间隔设于上壁和/或下壁，同时贯通部顶侧贯通至所述上壁和/或下壁外表面；

微通道，对导热管膜基材实施受控的形变紧贴贯通部内壁而形成导热管膜，导热管膜内腔形成微通道；所述微通道贯通所述小通道基材的厚度，宽度小于1mm，高宽比大于10，用于通过流通于其内的冷却介质带走导热管膜的热量；