CN113422124A - 一种均温液冷板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种均温液冷板及其制造方法，首先加工光板并将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；然后设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；接着泄压并抽回高压介质，采用水切割工艺对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；最后对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头组装钎焊成液冷板。本发明采用液胀成型工艺制备流道板，通过高压介质冲击流道板，使其表面形成流道槽，使其表面具有较好的整体性，与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势。

Description

一种均温液冷板及其制造方法
技术领域
本发明涉及电动汽车电池包液冷散热技术领域，更具体地说，本发明涉及一种均温液冷板及其制造方法。
背景技术
随着能源消耗量不断增加，环境污染问题日益突出，绿色环保成为世界各国经济发展的基本国策。在此大背景下，新能源汽车迅猛发展，电池作为其动力及储能核心部件，其热管理功能直接影响电池箱内电池的温度均匀性和及时散热性能，也是影响电池使用时间及寿命、重量、提高续航里程的重要因素之一，铝合金复合板制造的液冷板较好的满足了市场发展需求，因而成为新能源汽车行业的应用研究的热点。
目前，液冷板主要采用铝合金复合板冲压成型后的流道板，与作为铝制光板通过钎焊工艺形成封闭流道，最终得到液冷板。液冷板冲压成型的流道加工过程中，由于钣金成型非常依赖于模具，通常造成工件表面出现压伤、流道壁厚不均、应力不均变形等现象，严重影响外观质量，同时伴有冲击噪声。为解决上述问题，近年来又出现了气胀或成型加工液冷流道板，较大幅度的改善了上述问题，但胀型工艺后期的切边工艺存在以下问题：
1、线切割去除工艺边料：加工孔类产品需要打孔穿墨工序；
2、机加工去除工艺边料：薄片铝材加工难度大，加工易变形，成本高；
3、冲压形式去除工艺边料：冲压模具加工周期长，模具成本高，易产生变形、压印、划伤等不良产品；
4、激光切割去除边角料：激光焊渣吸附产品面，存在表面或流道颗粒物残留风险。
为了解决现有的液冷板加工过程中出现的问题，本领域技术人员亟需提供一种均温液冷板及其制造方法，产品结构紧凑，材料利用率高，加工工艺周期短，可满足不同形式的流道机构要求，无过多废料，满足新能源汽车轻量化的要求。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的提供一种均温液冷板及其制造方法，产品结构紧凑，材料利用率高，加工工艺周期短，可满足不同形式的流道机构要求，无过多废料，满足新能源汽车轻量化的要求。
为实现上述目的，本发明提供一种均温液冷板，包括光板、流道板以及接头，所述光板设在所述流道板的上方，并通过所述接头连接；所述流道板上设有进液口、出液口以及与所述进液口和出液口连通的流道槽，所述流道槽蜿蜒设置于所述流道板上，用于为冷却液导流并在吸收热量后经所述出液口排出。
本发明还提供一种均温液冷板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头采用钎焊工艺组装钎焊成液冷板。
优选的，步骤S01、步骤S02、步骤S05中的水刀加工组件包括设备本体、悬臂、悬臂导轨、网状平台、调节组件、加压器以及水刀喷头，所述设备本体的两侧安装有悬臂导轨，所述悬臂导轨上可滑动的连接所述悬臂，以使所述悬臂沿所述悬臂导轨做水平运动，所述悬臂上安装有可移动的调节组件，所述调节组件上安装有加压器以及水刀喷头，所述加压器与所述水刀喷头连接，以向所述水刀喷头输送预设压力的液体，所述网状平台用于承载待切割坯料。
优选的，所述步骤S03中的液胀成型模具包括进气模和流道模，所述进气模上设有多个用于定位所述流道板坯料的定位销，所述流道模上设有与所述进气模合紧的方导柱，所述进气模上设有进气口进行加压，所述流道模上设有排出所述流道模中流体的排气孔，所述进气模和流道模之间设有用于保压胀形流道的密封圈。
优选的，所述步骤S02中的流道板坯料为铝合金板，所述铝合金板的厚度为0.5mm～1.5mm。
优选的，所述步骤S02中的液胀成型模具设定的锁膜压力为3500T～6500T。
优选的，所述步骤S04中设定的液胀成型参数为：液胀压力为30～50 MPa，保压时间为2～10S。
优选的，所述步骤S04中所述高压介质为高压液体或高压气体，所述高压液体为乳化液、水、液压油或酒精。
优选的，所述步骤S04中所述流道板上的流道槽的深度为2～4mm。
优选的，所述步骤S07中所述的钎焊工艺为真空钎焊、连续钎焊或人工钎焊。
本发明的技术效果和优点：
1、采用水切割工艺对光板以及流道板坯料进行一次性切割加工，工艺精细、精确度高，可无热量去除材料，及时被切割水冲走碎屑，不损伤材料表面，不产生热变形及物理性能变化，大大提高了切割效率；
2、采用水切割工艺切割效率高，特别是具有定位机构的薄板加工，可通过定位将产品堆叠一次裁剪多片产品；
3、采用液胀成型工艺制备流道板，通过高压介质冲击流道板，使其表面形成流道槽，使其表面具有较好的整体性，与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势。
附图说明
图1为本发明中均温液冷板的结构示意图；
图2为本发明中均温液冷板的制备流程图；
图3为本发明中水刀加工组件的结构示意图；
图4为本发明中液胀成型模具的结构示意图。
附图标记为：
100、光板；200、流道板；300、接头；
400、水刀加工组件；401、设备本体；402、悬臂；403、悬臂导轨；404、网状平台；405、调节组件；406、加压器；407、水刀喷头；
500、液胀成型模具；510、进气模；520、流道模；511、定位销；521、方导柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供一种均温液冷板，包括光板100、流道板110以及接头120，光板100设在流道板110的上方，并通过接头120连接；流道板110上设有进液口、出液口以及与进液口和出液口连通的流道槽，流道槽蜿蜒设置于流道板上，用于为冷却液导流并在吸收热量后经出液口排出。
本发明中的流道槽的结构和形状可以根据需要而定，具体的形状和尺寸在此不做限定。
如图2所示，本发明还提供一种均温液冷板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件400对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件400按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具500内，合膜压紧并设定锁膜压力值；
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件400对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头采用钎焊工艺组装钎焊成液冷板。
如图3所示，水刀加工组件400包括设备本体401、悬臂402、悬臂导轨403、网状平台404、调节组件405、加压器406以及水刀喷头407，设备本体401的两侧安装有悬臂导轨403，悬臂导轨403上可滑动的连接悬臂402，以使悬臂402沿悬臂导轨403做水平运动，悬臂402上安装有可移动的调节组件405，调节组件405上安装有加压器406以及水刀喷头407，加压器406与水刀喷头407连接，以向所水刀喷头407输送预设压力的液体，网状平台404用于承载待切割坯料。
如图4所示，步骤S03中的液胀成型模具500包括进气模510和流道模520，进气模510上设有多个用于定位流道板坯料的定位销511，流道模520上设有与进气模510合紧的方导柱521，进气模510上设有进气口进行加压，流道模520上设有排出流道模中流体的排气孔，进气模510和流道模520之间设有用于保压胀形流道的密封圈。
实施例一
本发明还提供一种均温液冷板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；其中，流道板坯料优选为铝合金板，铝合金板的厚度优选为1.0mm。
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；其中，液胀成型模具设定的锁膜压力为5000T。
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；其中，液胀成型参数为：液胀压力为35MPa，保压时间为3～5S。高压介质为乳化液 ，流道板上的流道槽的深度为3.5mm。
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头组装钎焊成液冷板。
实施例二
本发明还提供一种均温液冷板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；其中，流道板坯料为铝合金板，铝合金板的厚度为0.5mm。
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；其中，液胀成型模具设定的锁膜压力为3500T。
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；其中，液胀成型参数为：液胀压力为30 MPa，保压时间为2～6S。高压介质为水。流道板上的流道槽的深度为2mm。
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头组装钎焊成液冷板。
实施例三
本发明还提供一种均温液冷板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；其中，流道板坯料为铝合金板，铝合金板的厚度为1.5mm。
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；其中，液胀成型模具设定的锁膜压力为6500T。
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；其中，液胀成型参数为：液胀压力为50 MPa，保压时间为6～10S。高压介质为乳化液。流道板上的流道槽的深度为4mm。
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头组装钎焊成液冷板。
本发明采用水切割工艺对光板以及流道板坯料进行一次性切割加工，工艺精细、精确度高，可无热量去除材料，及时被切割水冲走碎屑，不损伤材料表面，不产生热变形及物理性能变化，大大提高了切割效率；同时，采用水切割工艺切割效率高，特别是具有定位机构的薄板加工，可通过定位将产品堆叠一次裁剪多片产品；
本发明采用液胀成型工艺制备流道板，通过高压介质冲击流道板，使其表面形成流道槽，使其表面具有较好的整体性，与传统的冲压工艺相比，液压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势。
最后，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种均温液冷板，其特征在于，包括光板、流道板以及接头，所述光板设在所述流道板的上方，并通过所述接头连接；所述流道板上设有进液口、出液口以及与所述进液口和出液口连通的流道槽，所述流道槽蜿蜒设置于所述流道板上，用于为冷却液导流并在吸收热量后经所述出液口排出。
2.一种均温液冷板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S01、加工光板，采用水刀加工组件对光板胚料进行切割并加工定位孔；
步骤S02、采用水刀加工组件按图纸要求的尺寸和形状进行切割下料，获得流道板坯料；
步骤S03、将流道板坯料放置到液胀成型模具内，合膜压紧并设定锁膜压力值；
步骤S04、设定液胀成型参数，通入高压介质以使流道板坯料在成型模腔内形变成型；
步骤S05、泄压并抽回高压介质，采用水刀加工组件对液胀成型的流道板坯料进行裁剪边料，得到流道板；
步骤S06、对预制的光板以及步骤S05中的流道板进行清洗烘干；
步骤S07、对流道板的流道面涂抹钎剂，将光板、流道板以及接头采用钎焊工艺组装钎焊成液冷板。
3.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S01、步骤S02、步骤S05中的水刀加工组件包括设备本体、悬臂、悬臂导轨、网状平台、调节组件、加压器以及水刀喷头，所述设备本体的两侧安装有悬臂导轨，所述悬臂导轨上可滑动的连接所述悬臂，以使所述悬臂沿所述悬臂导轨做水平运动，所述悬臂上安装有可移动的调节组件，所述调节组件上安装有加压器以及水刀喷头，所述加压器与所述水刀喷头连接，以向所述水刀喷头输送预设压力的液体，所述网状平台用于承载待切割坯料。
4.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S03中的液胀成型模具包括进气模和流道模，所述进气模上设有多个用于定位所述流道板坯料的定位销，所述流道模上设有与所述进气模合紧的方导柱，所述进气模上设有进气口进行加压，所述流道模上设有排出所述流道模中流体的排气孔，所述进气模和流道模之间设有用于保压胀形流道的密封圈。
5.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S02中的流道板坯料为铝合金板，所述铝合金板的厚度为0.5mm～1.5mm。
6.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S02中的液胀成型模具设定的锁膜压力为3500T～6500T。
7.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S04中设定的液胀成型参数为：液胀压力为30～50 MPa，保压时间为2～10S。
8.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S04中所述高压介质为高压液体或高压气体，所述高压液体为乳化液、水、液压油或酒精。
9.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S04中所述流道板上的流道槽的深度为2～4mm。
10.根据权利要求2所述的均温液冷板的制造方法，其特征在于，所述步骤S07中所述的钎焊工艺为真空钎焊、连续钎焊或人工钎焊。
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