CN109546262A - 一种斜翅片液冷散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种斜翅片液冷散热装置，属于散热器技术领域。所述液冷散热装置有壳体，进液口，出液口以及两列沿前后方向的斜翅片，所述斜翅片间距相同，沿中心对称布置，截面呈平行四边形且大小一致。使用液冷散热技术，液体在散热装置中流动时，从主流道进入斜翅片间的次流道，液体的分流能够破坏主流道中流动边界层从而达到强化换热的效果，此外，次流道的流体汇聚到主流道中能再次冲击流动边界层强化换热。增加次流道的布置也增大了装置与流体的热交换面积，提升了散热量，具有更好的散热效果；采用m型流道布置，延长了流体在装置中的停留时间，充分利用流体进行换热，流体进出口设置在一侧形成逆向布置，极大的改善了散热装置的均温效果。

Description

一种斜翅片液冷散热装置

技术领域

本发明属于散热装置领域，涉及一种液冷散热装置。

背景技术

电动汽车在近几年进入高速发展期，锂离子电池因其高能量密 度、长循环寿命等特性而被电动汽车广泛采用。高能量密度材料的 应用在提高电芯能量密度的同时，也降低了电芯自身的热稳定性， 使之更易导致安全问题，比如热失控，外界表现就是冒烟、起火和爆炸。动力锂离子电池使用过程中需要面对复杂的运行工况和环境 条件，有效的电池热管理系统是保证其良好性能(包括安全性)的 基础。研究表明，动力电池的性能受到电池温度的制约，电池温度 影响着电池的使用寿命以及电池性能。电池组结构设计以及热管理 系统研究有助于调控电池使用温度，而温度是影响锂离子电池充放 电性能的重要参数。温度会影响电池的内阻，温度低时，电解液温 度低，离子活性较低，使得电池内部的离子迁移速率较低，造成电 池总内阻较大，温度升高后，离子活性增加，其迁移速率增加，电 池内阻减小。温度过高或过低也会造成电池容量的衰减，影响充放 电性能。因此，合适的工作温度是电池良好性能发挥的基本要求。

文献报道的电池包热管理技术方案主要有：空冷，液冷以及相 变冷却。随着动力电池逐渐向高功率、大尺寸方向发展，电池的发 热量上升，此时空冷将很难满足电池热管理要求，而对于相变以及 热管换热方案，由于不可控因素较多也限制了其应用，液冷方案因 其高效、可靠等特性而受到广泛关注，并且考虑到密封性、短路等 安全性问题，一般采用的间接式液冷。此外，随着电池功率的不断 增大，散热问题显得异常重要，对于温度敏感、均温性要求高且对 体积要求又极为苛刻的电池热管理系统，单流程散热器会带来较大的温度不均匀性，因此多流程散热是最有希望的散热技术。

发明内容

为了解决上述背景技术中的技术问题，本发明提供一种斜翅片 液冷散热装置，设置有进液口、出液口以及若干斜翅片。所述进液 口与出液口位于装置的同一端，两列斜翅片位于装置中部，与主流 道中心线方向呈一定夹角，对称布置且相距同样间隔。

进一步地，所述壳体的材料为6063、6061号铝合金等铝制材料。

进一步地，所述唯一进液面设在前端中部，形状呈矩形。

进一步地，所述两出液面设在前端两侧对称布置，形状呈矩形。

进一步地，所述斜翅片为四棱柱，且纵截面呈平行四边形。

进一步地，所述斜翅片引导的次流道方向与主流道中心线方向 倾角范围为30°～70°。

进一步地，主流道呈m型布置，流体通过所述进液口进入散热 装置，进而与所述斜翅片充分接触后达到装置底部，随后向两侧折 回，经过矩形微通道达到所述出液口。

本发明采用上述技术方案，能够达到的技术效果是：

本发明提供了一种斜翅片液冷散热装置，使用液冷散热技术， 在散热装置中设置有斜翅片，使装置主流道的流体，在经过斜翅片 时形成次流道破坏流动边界层，次流道的流体汇聚到主流道时再次 冲击并破坏边界层，进而提高热交换效率，具有更好的换热效果， 此外斜翅片的引入增加了与流体的接触面积，具有更大的换热量， 提高了散热装置的散热性能。

本发明提供了一种斜翅片液冷散热装置，流道主体呈m型布置。 由于热源中心处发热量相对四周较大，液冷工质先从所述进液口在 装置前端中部进入装置后，流经斜翅片达到装置底端，随后向两侧 流动，经过矩形流道流回到所述出液口，增加工质在装置的流程， 充分利用工质进行换热，并且工质在所述进液口的流向与所述出液 口的流向形成逆向流动，有效提升装置的均温性能。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出斜翅片液冷散热装置的剖视图。

图2示出斜翅片液冷散热装置剖面的俯视图。

图3示出斜翅片液冷散热装置的立体示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发 明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。 本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非 限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明提供了一种斜翅片液冷散热装置，如图1至3所示，包 括：壳体1，所述壳体1前端的一个进液口2，沿所述进液口2对称 且布置在所述壳体1前端的一对出液口3，距离所述进液口一段距 离的斜翅片4；其中，所述进液口2与所述出液口3之间为m型流 道5，所述流道5在所述壳体1内，所述斜翅片4在所述壳体1上。

本发明中，当进行换热过程时，热源端与装置上表面(或下表 面)接触，壳体1作为热传导媒介将热量传给流体。而流体经过进 液口2进入流道5，随后由于两列斜翅片4，流道5一分为三，工质 沿三条主流道流动，中间流道的流体经过斜翅片4时，部分流体流 进斜翅片4之间的次流道，流体流出次流道后与两边的主流道汇合， 流体最终在装置底侧汇合，然后向两侧折回，经矩形微通道管抵达 出液口；流体流动过程中与壳体1以及斜翅片4接触进行换热，从 而将热量从出液口2带出。斜翅片4在装置中具有导热和导流的双 重作用。

在本发明优选的实施方式中，装置整体呈长方体，所述斜翅片 呈四棱柱，截面为平行四边形，壳体1具有较好的抗腐蚀性、氧化 性。由于斜翅片4，流体的换热面积增大，增大了换热量，从而装 置具有更好的换热性能。采用m型流道布置，增加了流体的利用率， 同时由于进/出液口的布置，最高温流体与最低温流体在同一侧，极 大增强了散热装置的均温效果。

在本发明具体的实施方式中，所述壳体1与斜翅片4的材料为 6063、6061号铝合金等铝制材料，极大的减小冷板质量，增大电池 组的能量密度。

在本发明具体的实施方式中，所述斜翅片的数量可以适当调整， 以满足具体电池组的换热尺寸。

本发明主要用于冷却散热，但对于增温保暖同样适用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的 举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通 技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变 化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明 的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护 范围之列。

Claims (7)

1.一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，设置有壳体，一个进液口、两个出液口，若干斜翅片以及m型流道布置。所述进液口与出液口位于装置的同一端，两列斜翅片位于装置中部，与主流道中心线方向呈一定夹角，对称布置且相距同样间隔。

2.根据权利要求1所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，所述壳体的材料为6063、6061号铝合金等铝制材料。

3.根据权利要求1所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，所述唯一进液面设在前端中部，形状呈矩形。

4.根据权利要求1所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，所述两出液面设在前端且沿所述进液口对称布置，形状呈矩形。

5.根据权利要求1所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，所述斜翅片为四棱柱，且纵截面呈平行四边形。

6.根据权利要求5所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，所述斜翅片引导的次流道方向与主流道中心线方向倾角范围为30°～70°。

7.根据权利要求1-6所述的一种斜翅片液冷散热装置，其特征在于，主流道呈m型布置，流体通过所述进液口进入散热装置，进而与所述斜翅片充分接触后达到装置底部，随后向两侧折回，经过矩形微通道达到所述出液口。