CN115472968B - 加强组件、液冷板、液冷板的制造方法及储能装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加强组件、液冷板、液冷板的制造方法及储能装置,所述液冷板包括第一板段、第二板段、所述第一板段与所述第二板段之间的折弯板段以及加强组件;所述加强组件包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋。所述方法包括:获取所述加强组件的宽度、所述液冷板在折弯状态下的转折处的曲率半径R、以及所述多个加强筋对应的预设间距系数;根据所述宽度和所述预设间距系数确定第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距D(i);根据所述R、所述H以及所述D(i)确定所述拉伸应力和所述塑性应变;在所述拉伸应力和所述塑性应变满足预设折弯条件时进行所述液冷板的打样折弯制造。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种加强组件、液冷板、液冷板的制造方法及储能装置。
背景技术
电化学储能是当前应用范围最广、发展潜力最大的电力储能技术,具有受地理条件影响较小、建设周期短、经济性等优势。其中,储能装置的性能和使用寿命都会受到温度的影响,当储能装置达到预设温度时,电池的冷却循环系统就会启动,将冷却液泵入液冷板,为储能装置散热降温。因此,液冷板是储能装置中的关键部件。
如今,在设计应用至液冷板的加强组件结构时常常面临一个问题,即在对加强组件结构进行折弯加工时,容易出现设计余量过大浪费材料,或者结构强度不够,严重变形甚至断裂的两类极端情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加强组件、液冷板、液冷板的制造方法及储能装置,本申请中液冷板的制造方法可以保证液冷板在折弯成型时的强度。
本申请提供一种加强组件,应用于液冷板上,包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋;
所述第一板体和所述第二板体大致平行设置,所述第一侧壁和所述第二侧壁均大致垂直于所述第一板体和所述第二板体;
所述第一板体、所述第二板体、所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成空腔,所述多个加强筋将所述空腔分隔为多个流道;
第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距为D(i)、所述多个加强筋的高度H,其中i为大于0的整数;
所述加强组件安装于液冷板转折处并处于折弯状态,折弯处的曲率半径为R,R与H、D(i)的设置满足:加强组件弯折过程中,拉伸应力小于材料的拉伸强度且塑性应变小于材料的断裂伸长率。
所述加强组件内的所述多个加强筋可以显著提高液冷板弯折加工过程中的强度,防止断裂,增强液冷板结构的可靠性。
一种实施例中,所述多个加强筋沿着所述加强组件的宽度方向并排间隔排列。所述加强筋的高度方向与所述液冷板弯折方向一致,可以显著提高所述第一侧壁和所述第二侧壁的弯折强度,并进一步提升液冷板的弯折强度,避免加工过程中断裂的出现。
一种实施例中,所述多个加强筋的间距D(i)形成等差数列排列,相邻两个所述加强筋之间的间距相等。所述加强筋在加强组件的宽度方向分越均匀,液冷板在弯折时受力就会越均匀,应力分布也就越均匀,液冷板就越不容易断裂。
一种实施例中,所述R与H、D(i)的设置还满足:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值均处于预设折弯阈值范围(0.8~0.9)之内。所述加强组件在弯折过程中性能留有一定余量,即所述拉伸应力略小于所述拉伸强度而所述塑性应变略小于所述断裂伸长率,大大减小了液冷板在弯曲加工时的断裂风险,提高了液冷板加工性能的稳定性。
本申请还提供一种液冷板,应用于储能装置,所述液冷板包括沿第一方向延伸的第一板段、沿第二方向延伸的第二板段、所述第一板段和所述第二板段之间的折弯板段以及加强组件,所述加强组件安装于所述折弯板段处并处于折弯状态;其中,所述加强组件包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋;所述第一板体、所述第二板体、所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成空腔,所述多个加强筋将所述空腔分隔为多个流道。所述液冷板使用所述加强组件,提升了弯折强度,便于弯折加工。
另一方面,本申请还提供一种液冷板的制造方法,所述液冷板包括第一板段、第二板段、所述第一板段与所述第二板段之间的折弯板段以及加强组件,所述加强组件安装于所述折弯板段处并处于折弯状态;所述加强组件包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋;所述第一板体、所述第二板体、所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成空腔,所述多个加强筋将所述空腔分隔为多个流道。
所述方法包括:
获取所述加强组件的宽度、所述液冷板在折弯状态下的转折处的曲率半径R、以及所述多个加强筋对应的预设间距系数;
根据所述宽度和所述预设间距系数确定第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距D(i);
根据所述R、所述H以及所述D(i)确定所述拉伸应力和所述塑性应变;
在所述拉伸应力和所述塑性应变满足预设折弯条件时进行所述液冷板的打样折弯制造;其中,所述预设折弯条件包括:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力小于材料的拉伸强度且所述塑性应变小于材料的断裂伸长率。
所述方法避免了使用加强组件的液冷板在弯折过程中加强筋变形严重甚至出现断裂的情况,而且也可以避免设计余量过大,达到降低成本的目的。
一种实施例中,所述预设折弯条件还包括:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值均处于预设折弯阈值范围(0.8~0.9)之内。
一种实施例中,所述根据所述宽度和所述预设间距系数确定第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距D(i)包括:
根据所述加强组件的宽度和所述预设间距系数确定所述加强筋的数量最大值;
对所述加强筋的数量最大值进行二分法处理,获得所述加强筋的初始数量;
根据所述加强筋的初始数量和所述加强组件的宽度确定所述D(i)。
根据加强组件宽度以及加强筋预设间距系数确定加强组件内加强筋数量的最大值,再根据二分法确定加强组件的加强筋数量的初始输入值,作为最小值。所述方法限定了加强筋数量的取值范围,减少了工艺优化流程的步骤,节约了生产试错的成本,提高了生产效率。
一种实施例中,所述方法还包括:
在所述拉伸应力和所述塑性应变不满足预设折弯条件时调整所述D(i),直至所述R、所述H以及所述D(i)的设置满足所述预设折弯条件。
所述调整所述D(i)的方法包括:
判断所述塑性应变与所述断裂伸长率的第一差值或者所述拉伸应力与所述拉伸强度的第二差值是否处于预设阈值范围之内,所述预设阈值范围为(0.1~0.15);
如果所述第一差值和所述第二差值均处于所述预设阈值范围(0.1~0.15)之内,在不改变所述加强筋的数量的条件下调整所述D(i);
如果所述第一差值或所述第二差值超出所述预设阈值范围(0.1~0.15),增加所述加强筋的数量的同时调整所述D(i)。
所述方法大大简化了所述加强组件结构设计的步骤,缩短了寻找满足弯折强度条件的所述加强组件的时间,提高了生产效率。
本申请还提供一种储能装置,其包括所述的液冷板,所述液冷板处于折弯状态时将所述的加强组件安装于液冷板转折处,所述液冷板通过所述的液冷板的制造方法制成。所述储能装置的所述液冷板通过所述液冷板的制造方法制成,提升了产品良率,节约了制造成本。
本发明的液冷板采用所述液冷板的制造方法制成,避免了在弯折过程中加强筋变形严重甚至出现断裂的情况,而且还可以避免液冷板的设计余量过大造成浪费的情况,达到降低成本的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对本发明的实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的液冷板基材的结构示意图;
图2是图1所示的液冷板基材的分解结构示意图;
图3是图2所示的液冷板制造方法的流程示意图;
图4是图2所示的加强组件的加强筋数量N为3时,利用本方法制造的液冷板的示意图;
图5是图2所示的加强组件的加强筋数量N为4时,利用本方法制造的液冷板的示意图;
图6是图2所示的加强组件的加强筋数量N为3,且加强筋均匀排布时,利用本方法制造的液冷板的示意图。
图7是采用图3所示的制造方法得到的液冷板进行折弯加工的侧视图;
图8是图3所示的液冷板制造方法的部分流程示意图;
图9是图8所示的液冷板制造方法的部分流程示意图。
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作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。
请参阅图1和图2,图1是本申请实施例提供的液冷板的结构示意图,图2是图1所示的液冷板的分解结构示意图。
本申请提供一种液冷板,用于储能装置,所述液冷板100包括外壳10和加强组件20。所述加强组件20固定于外壳10内。所述外壳10与所述加强组件20的材质可以是铝合金。储能装置可以是电池模组、电池包、电池箱或电池簇等。
为了便于描述,将液冷板100的长度方向定义为X轴方向,将液冷板100的宽度方向定义为Y轴方向,将液冷板100的高度方向定义为Z轴方向。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向两两相互垂直。
所述外壳10大致为条形板体,其包括折弯板段11、第一板段12和第二板段13,第一板段12和第二板段13由折弯板段11相对两侧远离折弯板段11方向延伸形成。第一板段12相对折弯板段11沿着第一方向延伸(即X轴的负方向),第二板段13相对折弯板段11沿着第二方向延伸(即X轴的正方向)。第一板段12、折弯板段11和第二板段13沿着X轴方向排列。折弯板段11为中空板体,其包括第一侧14、第二侧15和通槽16。第一侧14和第二侧15位于X轴方向上,第一板段12和第二板段13分别连接第一侧14和第二侧15。通槽16的两个槽口贯穿折弯板段11位于Y轴方向的相对两端面。通槽16包括第一壁161和与第一壁161相对并连接的第二壁162。第一壁161和第二壁162沿着Z轴方向排列。本实施例中,第一壁161的相对两侧(位于X轴方向上)向第二壁162方向弯折,第二壁162的相对两侧向第一壁161方向弯折并与第一壁161的两侧连接。可以理解为,通槽的横截面为六边形。本实施例中,折弯板段11、所述第一板段12和第二板段13一体成型。
所述加强组件20大致为矩形板状,所述加强组件20的长度、宽度及厚度方向分别对应于图中的X、Y、Z方向。所述加强组件20包括第一板体21、第二板体22、第一侧壁23、第二侧壁24以及数个加强筋25,且均由相同材料制成。第一板体21与第二板体22大致平行设置;第一侧壁23与第二侧壁24相对间隔设置并均大致垂直于第一板体21和第二板体22。所述第一板体21、第二板体22、第一侧壁23和第二侧壁24围成矩形两端开口的腔体Q。本实施例中,第一板体21和第二板体22的厚度相同。第一侧壁23朝向腔体Q的表面为第一内表面231,第二侧壁24朝向腔体Q的表面为第二内表面241,第一内表面231和第二内表面241之间的距离为加强组件20的宽度。第一板体21朝向腔体Q的表面为第一外表面211,第二板体22朝向腔体Q的表面为第二外表面221。
数个加强筋25大致为矩形板,数个所述加强筋25位于腔体Q内且连接第一外表面211和第二外表面221之间,将腔体Q分隔为多个流道,数个所述加强筋25沿着X轴方向间隔排列,并且与第一侧壁23和第二侧壁24平行且间隔,故第一外表面211和第二外表面221之间的距离为加强筋的高度。本实施例中,数根加强筋25沿着加强组件20在Y轴方向的中心面O-O对称设置。
具体的,在Y轴方向上,加强筋25、第一板体21、第二板体22、第一侧壁23和第二侧壁24的长度是相同的。数个所述加强筋25位于腔体Q内,每两个加强筋25、第一侧壁23与其相邻的加强筋25之间,以及第二侧壁24与其相邻的加强筋25之间均形成两端开口的管道,也就是口琴形状。
所述加强组件20置于所述外壳10的折弯板段11的通槽16内,所述加强组件20的第一板体21与通槽16的第一壁161焊接,加强组件20的第二板体22与通槽16的第二壁162焊接,进而实现加强组件20与外壳10固定连接。在后续进行冷板弯折加工时,所述加强组件20与所述外壳10一同进行折弯,具体弯折方向是由Z轴正方向向Z轴负方向弯折。
请参阅图3,图3为图2所示的液冷板的制造方法的流程示意图。本申请实施例提供了一种液冷板的制造方法,所述液冷板的制造方法用于制造上述实施例提供的液冷板100。
所述液冷板100的结构参数包括可变参数以及固定参数。所述固定参数在仿真优化任务中首次输入后即保持不变,所述可变参数可以根据每一次仿真结果的不同而在一定范围内进行自动调节。所述固定参数包括加强组件20宽度W、液冷板折弯半径R、加强筋预设间距系数A、液冷板材料的拉伸强度、液冷板材料的断裂伸长率。所述可变参数包括第i个加强筋与第一侧壁23之间的间距为D(i)、加强筋数量N、加强筋厚度T、加强筋的高度H。其中,加强组件20宽度W为第一内表面231和第二内表面241之间的距离,D(i)为第i个加强筋在X轴方向的中心到第一内表面231的距离。加强组件的厚度L等于加强筋的高度H与第一板体和第二板体的厚度S之和。加强组件的厚度L受到液冷板的空腔Q的限制,为固定值。
所述加强组件的制作方法,包括:
S01,获取加强组件20宽度W、液冷板折弯半径R以及所述多个加强筋对应的预设间距系数A。液冷板折弯半径R根据液冷板100实际应用的时需要的弯折量确认。加强组件20宽度W根据加强组件实际需要的尺寸确认后测量得到。
S02,根据加强组件宽度W以及加强筋预设间距系数A确定加强组件20内加强筋数量N的最大值Nmax。其中加强筋数量N的最大值为加强组件宽度W与加强筋预设间距系数A之商,即Nmax=W/A。
S03,对加强筋数量的最大值Nmax做二分法,以确定加强组件20的加强筋数量N,N=Nmax/2,作为初始输入值。可以理解为,所述加强筋数量的初始值为加强组件内加强筋数量最大值的二分之一。
请参阅图4到图6,图4是图2所示的加强组件20的加强筋数量N为3时,利用本方法制造的液冷板100的示意图;图5是图2所示的加强组件20的加强筋数量N为4时,利用本方法制造的液冷板100的示意图;图6是图2所示的加强组件20的加强筋数量N为3,且加强筋均匀排布时,利用本方法制造的液冷板100的示意图。
加强筋为3个(初始数量),所述加强组件20包括第一加强筋25a、第二加强筋25b、第三加强筋25c。第一加强筋25a到加强组件第一侧壁23的间距D1,第二加强筋25b到加强组件第一侧壁23的间距D2,第三加强筋25c到加强组件第一侧壁23的间距D3。
加强筋为4个,所述加强组件20包括第一加强筋25a、第二加强筋25b、第三加强筋25c和第四加强筋25d。第一加强筋25a到加强组件第一侧壁23的间距D1,第二加强筋25b到加强组件第一侧壁23的间距D2,第三加强筋25c到加强组件第一侧壁23的间距D3和第四加强筋25d到加强组件第一侧壁23的间距D4。以上所述的加强筋到第一侧壁23的间距均是指导第一内表面231的间距。
实际上,本实施例的加强组件20的加强筋25排布方式为左右对称排布,若加强筋25的初始数量Xn等于1,则一个加强筋布置在中间。若加强筋的初始数量Xn等于2,则需确认X轴负方向,也就是图中左边第一个加强筋,即第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1;另一个加强筋,也就是第二加强筋25b与第一加强筋25a以中心面O-O对称。若加强筋的初始数量Xn等于3,则需确认左边第一个加强筋,即第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1;第二加强筋位于中间位置,也就是中心面O-O所在位置,第二加强筋到第一内表面的距离为二分之一的W;第三加强筋与第一加强筋以中心面O-O对称。若筋条数等于4,则需确认出左边第一个加强筋,即第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1,以及确认出左边第二个加强筋,也就是第二加强筋25b到第一内表面231的间距D2;第三加强筋25c和第四加强筋25d以中心面O-O与第一加强筋25a和第二加强筋25b对称。若筋条数等于5,在中心面O-O所在位置设置一个加强筋,需确认出左边第一个加强筋,即第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1,以及确认出左边第二个,也就是第二加强筋25b到第一内表面231的间距D2。
加强筋数量为3,且加强筋均匀分布。本实施例中,初始的D(i)是按照加强筋在空腔Q中平均分布方式得到的数值,可以理解为预设值或者经验值。加强筋的初始数量为3时,3个加强筋在空腔中平均分布将空腔Q均匀分割出4个流道,故容易得出第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1=W/4,第二加强筋25b恰好位于中间,到第一内表面231的间距为D2=2W/4,第三加强筋25c到第一内表面231的间距D3=3W/4,与第一加强筋25a关于中心面O-O对称。可以理解,在确认加强组件20的加强筋初始数量N后,加强筋的初始间距应当为D(i)=iW/(N+1)。
S04,通过仿真软件测试所述加强组件的拉伸应力及塑性应变,以得到拉伸应力和塑性应变;其中,仿真数据包括所述强筋初始数量、加强筋与第一侧壁23之间的间距D(i)、所述加强组件宽度以及所述液冷板折弯半径。具体的,将加强筋测试数量N及D(i)输入软件中并结合固定参数:加强组件宽度W以及液冷板折弯半径R,进行仿真,得到液冷板的拉伸应力和塑性应变。其中,液冷板100弯折基准是以液冷板100宽度方向(也就是沿着加强筋长度方向)上的一端为固定端,对另一端施力,沿着Z轴方向弯折。
S05,将拉伸应力与液冷板材料的拉伸强度进行对比,同时将塑性应变与液冷板材料的断裂伸长率进行对比。
需要说明的是,液冷板材料和加强组件材料可以相同,也可以不同。如果不同,则通过比较液冷板材料和加强组件材料两者的拉伸强度和断裂伸长率,以其中较小的拉伸强度和断裂伸长率的值为准。
具体的,如果拉伸应力和塑性应变均满足条件,即拉伸应力小于液冷板材料的拉伸强度,塑性应变小于液冷板材料的断裂伸长率,则该加强筋间距、加强筋数量均满足液冷板的折弯条件,可以以该测试的可变参数来设计加强组件的加强筋数量和间距。
所述满足条件是指,所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值均处于预设折弯阈值范围(0.8~0.9)之内。
另一实施例中,所述满足条件也可以指拉伸应力小于等于液冷板材料的拉伸强度,塑性应变小于等于液冷板材料的断裂伸长率。
步骤S06,打样折弯验证,按照强筋测试数量N及间距D(i)制造加强组件20,并装入所述的外壳形成液冷板,通过定型治具200对液冷板100进行折弯,若液冷板折弯试验通过,即未出现变形及断裂的情况,则加强组件结构参数确定。
请参阅图7,图7为采用图3所示的制造方法得到的液冷板100进行折弯加工的侧视图。在弯折加工时,所述液冷板100沿Y轴方向的一端固定并与定型治具200固定,本实施例中是第一壁161远离折弯板段11的一端固定。对液冷板100另一端施力使液冷板100弯折,直至液冷板100一侧的外表面与定型治具200的外表面210相贴合,本实施例中是折弯板段11的外表面与定型治具的外表面210贴合,即完成了液冷板100的弯折加工。所述定型治具200的半径即为液冷板100折弯半径R。
液冷板100弯折时,如果加强组件20的加强筋数目N过大,外壳10的背向定型治具200的第一壁161(外板体)受加强筋25的应力强度大,比较容易弯折时先断裂,如果加强组件20的加强筋数目N过小,则加强筋25对外壳10的折弯板段11朝向定型治具200的第二壁162(内板体)的支撑力不够,内板体在弯折时容易先断裂。
因此,步骤S03先根据加强组件宽度W以及加强筋预设间距系数A确定加强组件20内加强筋数量N的最大值Nmax,再根据二分法确定加强组件20的加强筋数量的初始输入值,作为最小值。步骤S03限定了加强筋数量的取值范围,减少了工艺优化流程的步骤,节约了生产试错的成本,提高了生产效率。
进一步的,如果S05中,所述拉伸应力和所述塑性应变不满足预设折弯条件,则调整所述D(i),重新采用S02和S03中的可变参数,再通过S04进行对比确认拉伸应力和塑性应变是否满足条件。
具体的,请参阅图8,图8为图3所示的液冷板100制造方法的部分流程示意图。
如果步骤S05,拉伸应力和塑性应变不满足条件(所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值并非均处于预设折弯阈值范围(0.8~0.9)之内),则进行步骤S051:判断所述塑性应变与所述断裂伸长率的第一差值或者所述拉伸应力与所述拉伸强度的第二差值是否处于预设阈值范围之内,所述预设阈值范围为(0.1~0.15);
如果所述第一差值和所述第二差值均处于所述预设阈值范围(0.1~0.15)之内,在不改变所述加强筋的数量的条件下调整所述D(i)(步骤S052);
如果所述第一差值或所述第二差值超出所述预设阈值范围(0.1~0.15),增加所述加强筋的数量的同时调整所述D(i)(步骤S053)。
具体如下:
步骤S052,在不改变所述加强筋的数量的条件下调整所述D(i)。
一种实施例中,具体的,请参阅图9,图9为图8所示的液冷板100制造方法的部分流程示意图。具体步骤如下:
若此时强筋初始数量小于等于3,即当强筋初始数量N为2或3时,减小第一加强筋到第一内表面231的距离D1,同时增大第N个(2或3)加强筋到第一内表面231的距离Dn。然后进行步骤S04,通过仿真软件计算液冷板的拉伸应力及塑性应变,再进行步骤S05。比如D1数字减0.5时,为了保持加强筋的对称分布,Dn数字会同步等值的增大,即Dn数字应同步加0.5。最后仿真可计算得出D1数字减0.5,Dn数字加0.5时,液冷板的拉伸应力和塑性应变,若此时的拉伸应力和塑性应变能够满足强度条件,则进行步骤S06,否则再次回到步骤S052。
若此时加强筋数目N大于3,判断所述塑性应变与所述断裂伸长率的第一差值或者所述拉伸应力与所述拉伸强度的第二差值是否处于预设阈值范围之内,此时所述预设阈值范围为(0.15~0.25);
如果所述第一差值和所述第二差值均处于所述预设阈值范围(0.15~0.25)之内,减小第二加强筋到第一内表面231的距离D2,同时增大第N-1加强筋到第一内表面231的距离Dn-1(步骤S0521)。
如果所述第一差值或所述第二差值超出所述预设阈值范围(0.15~0.25),减小第一加强筋到第一内表面231的距离D1,同时增大第N加强筋到第一内表面231的距离Dn(步骤S0522)。
具体如下:
步骤S0521,减小第二加强筋到第一内表面231的距离D2,同时增大第N-1加强筋到第一内表面231的距离Dn-1。然后进行步骤S04。通过仿真软件计算液冷板的拉伸应力及塑性应变,以得到液冷板的拉伸应力及塑性应变,再进行步骤S05。比如D2数字减0.5时,为了保持加强筋的对称分布,Dn-1数字会同步等值的增大,即Dn-1数字应同步加0.5。最后仿真可计算得出D2数字减0.5,Dn-1数字加0.5时,液冷板的拉伸应力和塑性应变,若此时的拉伸应力和塑性应变能够满足强度条件,则进行步骤S06;否则不满足再次回到步骤S05。
步骤S0522,减小第一加强筋到第一内表面231的距离D1,同时增大第N加强筋到第一内表面231的距离Dn,并继续进行步骤S04以及步骤S05,若计算得到的液冷板的拉伸应力及塑性应变能够满足强度条件,则进行步骤S06,否则再次回到步骤S051。
如果步骤S05,拉伸应力和塑性应变不满足条件时执行步骤S051判断得到,所述第一差值或所述第二差值超出所述预设阈值范围(0.1~0.15),则增加所述加强筋的数量的同时调整所述D(i)(步骤S053),具体是增加一个加强筋,加强筋数目N=N+1。此时加强筋间距按照均匀分布的方式重新确认。然后,继续进行步骤S04以及步骤S05,若计算得到的液冷板的拉伸应力及塑性应变能够满足强度条件,则进行步骤S06,否则再次回到步骤S05。具体如下:
步骤S053,增加所述加强筋的数量的同时调整所述D(i)。具体是增加一个加强筋,加强筋数量N+1,第一加强筋25a到第一内表面231的间距D1,以及第二加强筋25b到第一内表面231的间距D2不变。然后进行步骤S03和步骤S04,根据N+1、D1、D2,通过仿真软件测试加强组件20的拉伸应力及塑性应变,以得到加强组件的拉伸应力和塑性应变,再进行步骤S05,如果加强组件材料的拉伸应力以及加强组件材料的塑性应变满足强度条件,则继续步骤S06。
如果通过步骤S05测试后,加强组件材料的拉伸应力以及加强组件材料的塑性应变不满足强度条件,则再次进行S051:判断所述塑性应变与所述断裂伸长率的第一差值或者所述拉伸应力与所述拉伸强度的第二差值是否处于预设阈值范围(0.1~0.15)之内,再根据判断结果选择执行步骤S052或者步骤S053。
本实施例在上述步骤S05的基础上,还可以通过增大加强筋的高度H减薄或者加强筋的厚度T来节省成本。其中,由于加强组件受到液冷板的空腔Q的限制,加强组件的厚度L为固定值,而加强组件的厚度L等于加强筋的高度H与第一板体和第二板体的厚度S之和,所以增大加强筋的高度H的效果就等同于减小第一板体和第二板体的厚度S。具体如下。
步骤S07,仿真优化加强组件尺寸。
一种实施例中,具体的,在步骤S05的参数基础上,通过仿真得出既能满足加强组件折弯要求的加强筋的最大高度,通过增大加强筋的高度H,以降低成本。具体是减小第一板体212厚度和第二板体22厚度,再进行仿真,使得固定参数和可变参数在满足拉伸强度及断裂伸长率条件的情况下,输出满足强度条件的加强筋的高度H参数组。
一种实施例中,步骤S07,以步骤S053的参数为基础。调整所有加强筋的厚度T,并进行步骤S03和步骤S04。比如减薄加强筋厚度,最后测得加强组件的拉伸应力和塑性应变效果较好,均符合加强组件材料的拉伸强度和加强组件材料的断裂伸长率,通过减小厚度确保成本最低。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种加强组件,应用于液冷板上,其特征在于,包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋;
所述第一板体和所述第二板体大致平行设置,所述第一侧壁和所述第二侧壁均大致垂直于所述第一板体和所述第二板体;
所述第一板体、所述第二板体、所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成空腔,所述多个加强筋将所述空腔分隔为多个流道;
第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距为D(i)、所述多个加强筋的高度H,其中i为大于0的整数;
所述加强组件安装于液冷板转折处并处于折弯状态,折弯处的曲率半径为R,R与H、D(i)的设置满足:加强组件弯折过程中,拉伸应力小于材料的拉伸强度且塑性应变小于材料的断裂伸长率。
2.根据权利要求1所述的加强组件,其特征在于,所述多个加强筋沿着所述加强组件的宽度方向并排间隔排列。
3.根据权利要求1所述的加强组件,其特征在于,所述多个加强筋的间距D(i)形成等差数列排列,相邻两个所述加强筋之间的间距相等。
4.根据权利要求1所述的加强组件,其特征在于,所述R与H、D(i)的设置还满足:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值均处于预设折弯阈值范围0.8~0.9之内。
5.一种液冷板,其特征在于,应用于储能装置,所述液冷板包括沿第一方向延伸的第一板段、沿第二方向延伸的第二板段、所述第一板段和所述第二板段之间的折弯板段以及如权利要求1-4任一项所述的加强组件,所述加强组件安装于所述折弯板段处并处于折弯状态。
6.一种液冷板的制造方法,其特征在于,所述液冷板包括第一板段、第二板段、所述第一板段与所述第二板段之间的折弯板段以及加强组件,所述加强组件安装于所述折弯板段处并处于折弯状态;所述加强组件包括第一板体、第二板体、第一侧壁、第二侧壁及多个加强筋;所述第一板体、所述第二板体、所述第一侧壁及所述第二侧壁围设形成空腔,所述多个加强筋将所述空腔分隔为多个流道;
所述方法包括:
获取所述加强组件的宽度、所述液冷板在折弯状态下的转折处的曲率半径R、以及所述多个加强筋对应的预设间距系数;
根据所述加强组件的宽度和所述预设间距系数确定所述加强筋的数量最大值;
对所述加强筋的数量最大值进行二分法处理,获得所述加强筋的初始数量;
根据所述加强筋的初始数量和所述加强组件的宽度确定第i个加强筋与所述第一侧壁之间的间距D(i);
根据所述R、所述加强筋的高度H、所述加强组件的宽度、所述加强筋的初始数量以及所述D(i)确定拉伸应力和塑性应变;
在所述拉伸应力和所述塑性应变满足预设折弯条件时进行所述液冷板的打样折弯制造;其中,所述预设折弯条件包括:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力小于材料的拉伸强度且所述塑性应变小于材料的断裂伸长率。
7.根据权利要求6所述的液冷板的制造方法,其特征在于,所述预设折弯条件还包括:所述加强组件弯折过程中,所述拉伸应力与所述拉伸强度的比值、所述塑性应变与所述断裂伸长率的比值均处于预设折弯阈值范围0.8~0.9之内。
8.根据权利要求7所述的液冷板的制造方法,其特征在于,所述方法还包括:
在所述拉伸应力和所述塑性应变不满足预设折弯条件时调整所述D(i),直至所述R、所述H以及所述D(i)的设置满足所述预设折弯条件。
9.根据权利要求8所述液冷板的制造方法,其特征在于,所述调整所述D(i)的方法包括:
判断所述塑性应变与所述断裂伸长率的第一差值或者所述拉伸应力与所述拉伸强度的第二差值是否处于预设阈值范围之内,所述预设阈值范围为0.1~0.15;
如果所述第一差值和所述第二差值均处于所述预设阈值范围0.1~0.15之内,在不改变所述加强筋的数量的条件下调整所述D(i);
如果所述第一差值或所述第二差值超出所述预设阈值范围0.1~0.15,增加所述加强筋的数量的同时调整所述D(i)。
10.一种储能装置,其特征在于,其包括如权利要求5所述的液冷板,所述液冷板处于折弯状态时将如权利要求1至4任一项所述的加强组件安装于液冷板转折处,所述液冷板通过如权利要求6至9任一项所述的液冷板的制造方法制成。
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