CN109378552B - 交叉型平板热管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种交叉型平板热管，包括多个设于同一平面内且呈条形的平板热管单元，各所述平板热管单元均有至少一端与多个所述平板热管单元中的另外至少一个所述平板热管单元的端部或边缘相接，且每两个相接的所述平板热管单元之间均形成有夹角。本发明提供的交叉型平板热管设置的多个平板热管单元可以根据需求交叉连接，在对热源进行散热时能向多个方向进行散热，增大热源位置的传热量，在增强换热能力的同时有效保证具有热点的平面热源的均温性。

Description

交叉型平板热管
技术领域
本发明涉及热管散热技术领域，尤其是指一种交叉型平板热管。
背景技术
热管具有热响应快、导热系数高、热流密度大的特点，是一种高效传热元件，广泛应用于航天、化工、冶金等领域的传热传质设备中。其中，平板热管相比常规的热管具有外形扁平、可与换热面良好接触的优势，在许多平面热源的散热环境下展现出优越性，例如电子芯片散热、大功率LED灯散热、动力电池组冷却等应用场合。
平板热管在具体应用过程中，可能会面临热源面积较大、且具有局部热点的情况。例如电动汽车动力电池组，通常由几十上百节电池排列组成，在运行过程中产生大量热量，为了保证电动汽车高效安全行驶，要求电池温度低于40℃，同时控制各单体电池之间温差小于5℃。当前基于平板热管技术的电池热管理系统通常是将若干根热管平行布置在电池模组底部，将电池的热量导出电池包，再通过水冷或风冷的形式将热量带走，从而实现电池包的散热。然而由于电池包尺寸较大，单根热管贯穿电池包的布置形式使得热管的在传热方向的路径较长，管长的增加使得工质在管内流动的总阻力损失增加，削弱了热管的整体换热效果。此外，靠近中心的电池温度相对边缘的电池升温更快，需要更强的冷却能力。因而，传统的热管构型及布置方式难以满足存在局部热点的较大平面热源对散热及均温性的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种交叉型平板热管，能满足存在局部热点的较大平面热与按对散热及均温性的要求。
为达到上述目的，本发明提供了一种交叉型平板热管，其中，所述交叉型平板热管包括多个设于同一平面内且呈条形的平板热管单元，各所述平板热管单元均有至少一端与多个所述平板热管单元中的另外至少一个所述平板热管单元的端部或边缘相接，且每两个相接的所述平板热管单元之间均形成有夹角。
如上所述的交叉型平板热管，其中，各所述平板热管单元的内部均形成有多条位于同一平面内且相互平行的传热通道，各所述传热通道的延伸方向与所述平板热管单元的长度方向相同，且各所述传热通道沿对应的所述平板热管单元的宽度方向间隔排列设置。
如上所述的交叉型平板热管，其中，各所述平板热管单元的第一端朝向相互靠近的方向聚拢并相接，且各所述平板热管单元的第二端朝向相互远离的方向延伸并分散开，每个所述平板热管单元第一端分别与两个相邻的所述平板热管单元的第一端相接。
如上所述的交叉型平板热管，其中，各所述平板热管单元的各所述传热通道均为独立的闭合空间。
如上所述的交叉型平板热管，其中，多个所述平板热管单元中的一个或多个所述平板热管单元的所述传热通道与多个所述平板热管单元中的另外一个或多个所述平板热管单元的所述传热通道相互连通。
如上所述的交叉型平板热管，其中，各所述平板热管单元的第一端均与一工质槽相接，且各所述平板热管单元的各所述传热通道均与所述工质槽连通。
如上所述的交叉型平板热管，其中，所述平板热管单元包括一主干平板热管单元及多个分支平板热管单元，多个所述分支平板热管单元分布于所述主干平板热管单元的两侧，且各所述分支平板热管单元与所述主干平板热管单元垂直连接，所述主干平板热管单元的所述传热通道与各所述分支平板热管单元的所述传热通道均为独立的闭合空间。
如上所述的交叉型平板热管，其中，各所述传热通道的内部均填充有工质。
如上所述的交叉型平板热管，其中，所述工质为液体工质。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的交叉型平板热管设置的多个平板热管单元可以根据需求交叉连接，在对热源进行散热时能向多个方向进行散热，增大热源位置的传热量，在增强换热能力的同时有效保证具有热点的平面热源的均温性。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明提供的交叉型平面热管的结构示意图；
图2是本发明提供的交叉型平面热管的平面热管单元的内部结构示意图；
图3是本发明提供的交叉型平面热管的内部结构示意图；
图4是本发明提供的交叉型平面热管的另一内部结构示意图；
图5是本发明提供的交叉型平面热管的又一内部结构示意图；
图6是本发明提供的交叉型平面热管的另一结构示意图；
图7是图6中提供的交叉型平面热管应用于电池包散热时的使用状态示意图。
附图标号说明：
1、平板热管单元；
11、传热通道；
12、主干平板热管单元；
13、分支平板热管单元；
2、工质槽；
3、热源
具体实施方式
为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。
如图1～图6所示，本发明提供了一种交叉型平板热管，其中，交叉型平板热管包括多个设于同一平面内且呈条形的平板热管单元1，各平板热管单元1均有至少一端与多个平板热管单元1中的另外至少一个平板热管单元1的端部或边缘相接，且每两个相接的平板热管单元1之间均形成有夹角，即多个平板热管单元1交叉连接，能有效满足不同方向的散热；另外，本发明所使用的平板热管单元1与现有技术中由热源的一侧延伸至热源的另一侧的长条状平板热管相比，长度大大缩短，从而有效缩短平板热管单元1在传热方向上的路径长度，降低工质的流动总阻力损失，在有限的空间内提升本发明在较长路径上的换热能力，同时实现局部强化散热的效果，保证平板热管单元1的换热效果；且通过增加平板热管单元1的数量，即提高平板热管单元1的分布密度可以增大热原位置的传热量，满足存在局部热点的较大平面热源对散热及均温性的要求；需要说明的是，本发明中平板热管单元1的个数及连接方式可以根据所需要应用的热源而具体设计，本发明并不以此为限。
进一步地，如图2～图6所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，各平板热管单元1的内部均形成有多条位于同一平面内且相互平行的传热通道11，各传热通道11的延伸方向与平板热管单元1的长度方向相同，且各传热通道11沿对应的平板热管单元1的宽度方向间隔排列设置，各传热通道11的内部均填充有工质，根据不同的使用工况，液体工质可以选择丙酮或二次蒸馏水等溶液，工质在传热通道11内受热蒸发并冷却冷凝，同时细长的传热通道11提供工质传输所需的毛细力，实现气体流动，从而实现热量在平板热管单元1的传热通道11内传输和循环。
进一步地，如图1及图3～图5所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，各平板热管单元1的第一端朝向相互靠近的方向聚拢并相接，且各平板热管单元1的第二端朝向相互远离的方向延伸并分散开，每个平板热管单元1第一端分别与两个相邻的平板热管单元1的第一端相接，可以理解为多个平板热管单元1呈星型交叉连接。
作为本发明的一个较佳实施例，如图1及图3～图5所示，平板热管单元1的个数可以设置为六个，需要说明的而是，将平板热管单元1设置为六个仅为本发明的较佳实施例，本发明并不以此为限。
更进一步地，如图3所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，各平板热管单元1的各传热通道11均为独立的闭合空间，每个传热通道11内的工质分别在对应的传热通道11内进行热量的传输和循环，将各个传热通道11设为独立的闭合空间，能够有效对各个传热通道11内工质的传输长度进行限制，避免出现工质传输长度过长而降低传热效果的情况。
更进一步地，如图4所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，多个平板热管单元1中的一个或多个平板热管单元1的传热通道11与多个平板热管单元1中的另外一个或多个平板热管单元1的传热通道11相互连通，即各个平板热管单元1的传热通道11可以选择性地与其他平板热管单元1的传热通道11连通，例如，由于热源边缘处的热量较为容易散失，故为保证热源的均温性，与热源边缘处所对应的两个或多个平板热管单元1即可设为相互连通，以降低与热源边缘出所对应的平板热管单元1的散热效率，避免出现热源中心与边缘处温差较大的情况发生。
更进一步地，如图5所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，各平板热管单元1的第一端均与一工质槽2相接，且各平板热管单元1的各传热通道11均与工质槽2连通。在设置时，可以将工质槽2所在位置与热源的热点位置相对，使得工质由工质槽2向各个平板热管单元1的传热通道11内传输热量，从而能更快速的对热点位置进行散热。
作为优选，如图1及图3～图5所示，本发明提供的交叉型平板热管，其中，当平板热管单元1设有多个时，根据热源的形状不同，每两个相接的平板热管单元1之间的角度可以不相同，以保证热源的均温性要求。
进一步地，如图6及图7所示，本发明提供的交叉型平板热管还提供了一种实施例，其中，平板热管单元1包括一主干平板热管单元12及多个分支平板热管单元13，多个分支平板热管单元13分布于主干平板热管单元12的两侧，且各分支平板热管单元13与主干平板热管单元12垂直连接，主干平板热管单元12的传热通道11与各分支平板热管单元13的传热通道11均为独立的闭合空间。将多个平板热管单元1以垂直的方式连接，具有便于加工的优点，对于类似图7中所示的矩形热源3，即可采用垂直连接的方式来实现各个平板热管单元1之间的连接。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明提供的交叉型平板热管设置的多个平板热管单元可以根据需求交叉连接，在对热源进行散热时能向多个方向进行散热，增大热源位置的传热量，在增强换热能力的同时有效保证具有热点的平面热源的均温性。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种交叉型平板热管，其特征在于，所述交叉型平板热管包括多个设于同一平面内且呈条形的平板热管单元，各所述平板热管单元均有至少一端与多个所述平板热管单元中的另外至少一个所述平板热管单元的端部或边缘相接，且每两个相接的所述平板热管单元之间均形成有夹角；其中，各所述平板热管单元的内部均形成有多条位于同一平面内且相互平行的传热通道，与热源的边缘处对应的至少两个所述平板热管单元中的一个或多个所述传热通道相互连通。
2.根据权利要求1所述的交叉型平板热管，其特征在于，各所述传热通道的延伸方向与所述平板热管单元的长度方向相同，且各所述传热通道沿对应的所述平板热管单元的宽度方向间隔排列设置。
3.根据权利要求2所述的交叉型平板热管，其特征在于，各所述平板热管单元的第一端朝向相互靠近的方向聚拢并相接，且各所述平板热管单元的第二端朝向相互远离的方向延伸并分散开，每个所述平板热管单元第一端分别与两个相邻的所述平板热管单元的第一端相接。
4.根据权利要求3所述的交叉型平板热管，其特征在于，互不连通的各所述平板热管单元的各所述传热通道均为独立的闭合空间。
5.根据权利要求3所述的交叉型平板热管，其特征在于，与热源的边缘处对应的至少两个所述平板热管单元的第一端与一工质槽相接，且与热源的边缘处对应的至少两个所述平板热管单元的一个或多个所述传热通道与所述工质槽连通。
6.根据权利要求2所述的交叉型平板热管，其特征在于，所述交叉型平板热管包括一主干平板热管单元及多个分支平板热管单元，多个所述分支平板热管单元分布于所述主干平板热管单元的两侧，且各所述分支平板热管单元与所述主干平板热管单元垂直连接，所述主干平板热管单元的所述传热通道与各所述分支平板热管单元的所述传热通道均为独立的闭合空间。
7.根据权利要求2～6任一项所述的交叉型平板热管，其特征在于，各所述传热通道的内部均填充有工质。
8.根据权利要求7所述的交叉型平板热管，其特征在于，所述工质为液体工质。
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