一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法與流程
2023-05-14 07:13:27
1.本發明涉及導熱材料領域，具體為一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法。
背景技術：
2.cn201920353786.3公開了一種基於相變導熱的電池包，包括用於容置多個圓柱形的電池的殼體、設置在殼體外側的散熱單元，還包括基於矽膠和相變材料的複合結構；所述的複合結構包括絕緣導熱矽膠體、第一導熱體、第二導熱體，所述的第一導熱體和第二導熱體通過絕緣導熱矽膠體進行絕緣連接；所述的第一導熱體和第二導熱體內均填充有相變導熱材料；所述的第一導熱體與電池接觸；所述的第二導熱體和散熱單元接觸；所述的絕緣導熱矽膠體的一部分位於殼體內且另外一部分位於殼體外；所述的絕緣導熱矽膠體和殼體密封連接。
3.該方案採用第一導熱體為熱管結構；
4.現有的熱管結構大多採用擠壓成型工藝得到，其金屬用量多、重量大、加工設備以及精度要求高。
5.所以，本發明所要解決的問題在於：如何提出一種更為簡單、高效的熱管加工技術，以降低金屬用量、減少重量、簡化工序。
技術實現要素：
6.本發明的目的在於提供一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法，該方法採用內外殼套接並密封的方法，摒棄了傳統的熱管需要擠出成型的工序；其金屬用量少、重量小、加工工藝簡單。
7.為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法，包括如下步驟：
8.步驟1：製作外殼和內殼；
9.步驟2：將外殼套在內殼外，並將外殼的端部、內殼的端部密封並預留一個加注口；所述外殼和內殼構成一個腔體；所述外殼和/或內殼與腔體接觸的一側設有若干溝槽；所述外殼和內殼均為熱的良導體；
10.步驟3：通過加注口將腔體抽真空、注入工作介質；
11.步驟4：密封加注口。
12.在本發明中，每個溝槽都構成一個微型熱管，基於此，本發明的產品是一種微熱管陣列。
13.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述方法具體為：
14.步驟1：製作外殼、內殼、夾層；
15.步驟2：將外殼、夾層、內殼由外而內依次套接，並將外殼的端部、夾層的端部、外殼
的端部密封並預留兩個加注口；所述外殼和夾層、內殼和夾層分別構成一個腔體，每個腔體對應一個加注口；所述外殼、內殼、夾層中至少一者與腔體接觸的一側設有若干溝槽；所述外殼、夾層和內殼均為熱的良導體；
16.步驟3：通過加注口將腔體抽真空、注入工作介質；
17.步驟4：密封加注口。
18.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述外殼、內殼由金屬卷材或片材經過彎折、焊接形成。
19.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述夾層由金屬卷材或片材經過彎折、焊接形成。
20.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述焊接方法為高頻焊、氬弧焊、超聲波焊、雷射焊、等離子焊或冷金屬過渡焊。
21.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，外殼的端部、內殼的端部密封以及加注口的密封通過焊接或冷擠壓的方式成型得到；
22.所述焊接的方法為高頻焊、氬弧焊、超聲波焊、雷射焊、等離子焊或冷金屬過渡焊。
23.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述外殼、內殼、夾層上的溝槽通過滾花、輥壓、刻蝕、衝壓中任一工藝得到。
24.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述溝槽的寬度為0.01-1mm；所述外殼、內殼的橫截面為圓形或方形；所述外殼、內殼的管壁的厚度為0.1-3mm。
25.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述溝槽的寬度為0.1-0.3mm；所述工作介質為氨、氫氟烴、k-na絡合物、水或丙酮。
26.在上述的超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法中，所述溝槽沿溝槽的長度方向的剖面為矩形、半圓形或v字形；所述外殼、內殼的材質為鋁合金、不鏽鋼、鎳合金、鋅合金、銅、低碳鋼或黃銅。
27.與現有技術相比，本發明的有益效果是：
28.本發明的方法所製備的微熱管陣列外殼具有總體厚度小、承壓能力高、性能穩定、產能大、導熱性能好能優點，為動力電池提供高導熱性能的外殼材料。其加工工藝簡單、金屬用量少、重量輕，適用於機動車電池模組使用。
附圖說明
29.圖1是實施例1的主視圖；
30.圖2是實施例1的圖1的a-a剖視圖；
31.圖3是實施例1的圖1的a-a剖視圖
32.圖4是實施例1的圖1的a-a剖視圖；
33.圖5是實施例1的圖1的a-a剖視圖；
34.圖6是實施例1的溝槽的示意圖；
35.圖7是實施例1的溝槽的示意圖；
36.圖8是實施例2的外殼、內殼、夾層配合示意圖；
37.圖9是實施例2的外殼、內殼、夾層配合示意圖。
具體實施方式
38.下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
39.實施例1
40.一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼製造方法，包括如下步驟：
41.步驟1：製作外殼1和內殼2；
42.在實際應用中，一般情況下，可以外殼1、內殼2任一一者上設置溝槽3，如圖2和3所示；也可以在兩者都設置溝槽3，如圖4所示；
43.本發明的外殼1和內殼2可設置為圓形如圖5所示，也可以設置為方形如圖2-4所示；
44.溝槽3的布置方式可以是沿外殼1、內殼2的長度方向延伸也可以與其呈一定夾角，如圖6；溝槽3可以為單一方向的溝槽3，也可以是不同方向溝槽3交叉形成網狀，如圖7；
45.所述溝槽3的寬度為0.01-1mm；所述外殼1、內殼2的橫截面為圓形或方形；所述外殼1、內殼2的管壁的厚度為0.1-3mm。
46.更優選地，所述溝槽3的寬度為0.1-0.8mm，更優選地，所述溝槽3的寬度為0.1-0.3mm。在一些實施例中，該寬度為0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm；所述溝槽3沿溝槽3的長度方向的剖面為矩形、半圓形或v字形，在本實施例中為v字型，其角度為10
°
、20
°
、30
°
、40
°
、50
°
、60
°
、70
°
、80
°
或90
°
；其深度為0.1-0.35mm，優選地為0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm；所述外殼1、內殼2的管壁為0.1-3mm，優選為0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm；
47.所述外殼1、內殼2的材質為鋁合金、不鏽鋼、鎳合金、鋅合金、銅、低碳鋼或黃銅。
48.具體的工作介質和外殼1、內殼2的選擇可參考國標：gb/t 9082.2-1988,有管芯熱管，如下表a1：
49.表a
·
1熱管管殼、管芯、工質組合
[0050][0051]
在電池領域中，我們一般選擇
±
100℃以內的工況；因此工作介質優選為氨、氫氟烴、k-na絡合物、水或丙酮；
[0052]
溝槽3的生產是比較簡單的，具體來說，包括如下步驟：鋁合金帶材卷料—開卷—較直壓平—壓制微型溝槽3；壓制溝槽3的方法可以選擇為滾花、輥壓、刻蝕、衝壓中任一工
藝得到；
[0053]
步驟2：將外殼1套在內殼2外，並將外殼1的端部5、內殼2的端部5密封並預留一個加注口；所述外殼1和內殼2構成一個腔體；
[0054]
由於這是一個立體的結構，因此不能簡單的採用類似於傳統的均溫板的形式進行一次衝壓；如果要採用衝壓的方式，那麼需要做個對應的夾具，將外殼1、內殼2有效的固定住，然後再通過衝壓工具進行衝壓；
[0055]
在本實施例中，優選採用高頻焊接機組採用高頻焊的方式進行焊接；
[0056]
除了高頻焊，其他焊接方式以熔融外殼1的端部、內殼2的端部形成密封端也是可選的；
[0057]
需要說明的是，在步驟2中，外殼1的兩個端部、內殼2的兩個端部都應該密封，並預留一個和腔體導通的加注口；
[0058]
步驟3：通過加注口將腔體抽真空、注入工作介質；
[0059]
真空度建議控制在絕對壓力10pa，減少空氣等不凝氣體的存在；然後注入工作介質；注入工作介質後，通過冷擠壓的方式將加注口封住；然後進行步驟4；
[0060]
步驟4：密封加注口。
[0061]
上述的冷擠壓只是實現了加注口密封的第一步，為了實現加注口較好的、外觀美麗的密封，對加注口再次進行熔融焊接，使加注口端部變得圓滑；
[0062]
本實施例所製備的微熱管陣列外殼1具有總體厚度小、承壓能力高、性能穩定、產能大、導熱性能好能優點，為動力電池提供高導熱性能的外殼1材料。其加工工藝簡單、金屬用量少、重量輕，適用於機動車電池模組使用。
[0063]
實施例2
[0064]
參考圖8和9，一種超高速導熱動力電池反重力微熱管陣列外殼1製造方法中，所述方法具體為：
[0065]
步驟1：製作外殼1、內殼2、夾層4；
[0066]
步驟2：將外殼1、夾層4、內殼2由外而內依次套接，並將外殼1的端部、夾層4的端部、外殼1的端部密封並預留兩個加注口；所述外殼1和夾層4、內殼2和夾層4分別構成一個腔體，每個腔體對應一個加注口；所述外殼1、內殼2、夾層4中至少一者與腔體接觸的一側設有若干溝槽3；所述外殼1、夾層4和內殼2均為熱的良導體；
[0067]
步驟3：通過加注口將腔體抽真空、注入工作介質；
[0068]
步驟4：密封加注口。
[0069]
在本實施例中，增加了夾層4，夾層4和外殼1、內殼2的形狀匹配，三者建議採用同材質金屬製作；
[0070]
採用夾層4後，整個反重力微熱管陣列外殼1的強度更高。
[0071]
經過驗證：如某型號刀片電池外殼1截面尺寸90
╳
13mm，外殼1壁厚0.8mm，採用反重力微熱管陣列外殼1，採用內層外側雙向溝槽3，內層管材厚度採用0.65mm、溝槽3深度0.25mm，角度15
°
，外層材料為表面平滑的材料，厚度0.35mm；外殼1總厚為1.0mm，總厚度增加0.2mm；
[0072]
際使用效果：使用反重力微熱管陣列外殼1，換進溫度40度條件下，電芯1c放電時表面溫度差小於
±
0.3℃，電芯5c放電時表面溫差小於
±
0.6℃，熱傳導效果非常好。