本發(fā)明涉及散熱，尤其涉及一種液冷板及其制作方法、散熱方法。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，電池包作為電動汽車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域的核心部件，其散熱性能直接影響到系統(tǒng)的安全性、可靠性和使用壽命。液冷散熱技術(shù)因其高效的熱傳導(dǎo)性和均勻的散熱效果，在新能源電池包的散熱解決方案中占據(jù)了重要地位。

2、目前，市場上主流的電池包液冷板多采用具有鰭片的釬焊式液冷板設(shè)計，參考圖5。此類液冷板通常由一片平面蓋板與一片經(jīng)過沖壓或其他成型工藝處理的流道板通過釬焊工藝焊接而成，形成封閉的冷媒流道，同時在蓋板上焊接兩個用于冷媒進(jìn)出口的水嘴接頭。面對熱源熱流密度較大的應(yīng)用場景，為了增強(qiáng)換熱效率，往往還會在流道內(nèi)部焊接鰭片，以此增大與電池包的接觸面積，促進(jìn)熱量的有效傳遞。

3、盡管釬焊式液冷板在結(jié)構(gòu)上具有一定的優(yōu)勢，但其制造過程存在諸多不足：首先，釬焊過程需要大型的焊接爐進(jìn)行，這不僅占用空間大，而且能耗極高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本上升。其次，釬焊過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力往往會導(dǎo)致液冷板表面變形，影響表面的平整度，部分產(chǎn)品甚至需要經(jīng)過后續(xù)的矯正工序才能達(dá)到使用要求。再者，釬焊工藝對制造精度和焊接技術(shù)的要求極高，任何微小的偏差都可能導(dǎo)致不良品的產(chǎn)生，進(jìn)一步增加了質(zhì)量控制的難度和成本。

4、另一方面，吹脹工藝生產(chǎn)的冷板作為另一種常見的液冷板類型，雖然其制造工藝相對簡單，成本較低，但流道設(shè)計相對單一，換熱面積有限，限制了其散熱性能的提升，參考圖6。更為關(guān)鍵的是，傳統(tǒng)吹脹液冷板的設(shè)計中，兩個冷媒流道在起始階段就分離，形成兩個獨(dú)立的入口，這導(dǎo)致冷媒在兩個流道中的分配難以均勻，進(jìn)而造成電池包不同區(qū)域的溫度差異顯著，影響了電池包的整體性能和壽命。此外，傳統(tǒng)吹脹液冷板交錯的路徑，流阻較大，且散熱面積小，因此，換熱效果不理想。

5、綜上所述，現(xiàn)有的電池包液冷板在制造工藝、成本控制、散熱效率及溫度均勻性等方面均存在不同程度的局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決上述至少技術(shù)問題，提供一種液冷板及其制作方法、散熱方法，能夠根據(jù)主流道內(nèi)不同區(qū)域的散熱需求進(jìn)行調(diào)整不同區(qū)域的石墨線路的印刷圖案密度，提升液冷板的散熱效率和均一性。

2、本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一方面，本發(fā)明提供一種液冷板的制作方法，包括以下步驟：

4、根據(jù)液冷板的預(yù)設(shè)尺寸，切割金屬板，獲得上蓋板和下蓋板；

5、打毛下蓋板的上表面后，在預(yù)設(shè)的主流道區(qū)域印刷石墨線路，其中，主流道預(yù)設(shè)在下蓋板的上表面上，石墨線路包括多個印刷圖案，主流道內(nèi)不同區(qū)域的印刷圖案密度不同；

6、將上蓋板覆合在下蓋板上，使石墨線路位于上蓋板和下蓋板之間，熱軋延壓形成復(fù)合板；

7、在復(fù)合板上開設(shè)吹脹孔，并通過吹脹工藝在復(fù)合板中間形成主流道，獲得液冷板。

8、上述方案的有益效果是：(1)本發(fā)明根據(jù)預(yù)設(shè)尺寸切割金屬板，能夠滿足了不同設(shè)備和系統(tǒng)的散熱需求，增強(qiáng)了產(chǎn)品的適用性，實(shí)現(xiàn)定制化生產(chǎn)。(2)本發(fā)明打毛處理增加了金屬板表面的粗糙度，有利于石墨線路的牢固附著。(3)本發(fā)明通過印刷工藝在主流道區(qū)域形成石墨線路，避免了復(fù)雜的機(jī)械加工，降低了制作難度；同時，石墨線路形成的流道，使得液冷板能夠快速傳導(dǎo)和散發(fā)熱量，適用于高功率電池包、電子設(shè)備等需要高效散熱的場景。此外，通過差異化印刷圖案密度，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)冷媒在流道內(nèi)的均勻流動和熱交換，避免局部過熱，還能夠根據(jù)散熱需求優(yōu)化冷媒的流動和熱交換效率，例如：在熱量集中的區(qū)域增加印刷圖案密度，更有效地吸收和分散熱量；在熱量較低或流動需求較高的區(qū)域降低密度，減少流動阻力，保持冷媒的順暢流動。(4)本發(fā)明熱軋延壓過程能夠消除材料內(nèi)部的缺陷和應(yīng)力，提高產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。(5)相比傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，本發(fā)明吹脹工藝不僅大大簡化了生產(chǎn)工藝流程，降低了生產(chǎn)成本，還能形成表面光滑、尺寸精確的主流道，有利于冷媒的順暢流動和熱量的高效傳遞。

9、進(jìn)一步的，在所述打毛下蓋板的上表面前，還包括以下步驟：

10、對上蓋板和下蓋板進(jìn)行退火處理，然后冷卻至室溫；

11、在所述熱軋延壓形成復(fù)合板后，還包括以下步驟：

12、對復(fù)合板進(jìn)行退火處理，退火處理后通過矯平機(jī)進(jìn)行矯平；

13、所述吹脹工藝中，通過充入高壓流體使管路膨脹，在復(fù)合板的夾層中形成主流道。

14、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過退火處理，改善了金屬板的機(jī)械性能和延展性，便于后續(xù)加工。進(jìn)一步的，本發(fā)明退火處理和矯平工藝的結(jié)合，減少了復(fù)合板的內(nèi)應(yīng)力和變形，提高了液冷板的平整度和質(zhì)量。此外，通過高壓流體吹脹工藝，能夠在復(fù)合板夾層中精確形成主流道，確保流道形狀和尺寸的一致性。

15、進(jìn)一步的，所述退火處理的溫度為350℃～450℃，退火時間為1h～3h；

16、所述熱軋延壓的溫度為400℃～500℃；

17、高壓流體的壓力為1mpa～3mpa，吹脹時間為10s～30s。

18、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)定退火溫度、熱軋延壓溫度和壓力，以及吹脹工藝的壓力和時間，確保工藝的穩(wěn)定性和可控性，提高液冷板的制作精度和性能。此外，優(yōu)化的工藝參數(shù)減少了加工過程中的缺陷，提高了液冷板的成品率和性能一致性。

19、進(jìn)一步的，所述印刷圖案包括點(diǎn)狀和/或線狀，多個所述印刷圖案交錯排列在所述主流道內(nèi)，主流道內(nèi)的流動路徑為波浪形或螺旋形。

20、上述方案的有益效果是：本發(fā)明點(diǎn)狀和/或線狀印刷圖案的交錯排列，以及波浪形或螺旋形的流動路徑，不僅增加了冷媒在主流道內(nèi)的擾動，還能夠增加熱交換面積，提高熱交換效率，同時增強(qiáng)液冷板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，通過優(yōu)化印刷圖案的分布，使冷媒在主流道內(nèi)流動時能夠均勻散熱，避免局部過熱。

21、進(jìn)一步的，所述主流道的進(jìn)水口區(qū)域的印刷圖案密度為15～20個/cm2，所述主流道的出水口區(qū)域的印刷圖案密度為5～10個/cm2；

22、所述冷媒在所述主流道內(nèi)的流速為0.5m/s～2m/s。

23、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)置進(jìn)水口和出水口區(qū)域的印刷圖案密度差異，調(diào)節(jié)冷媒在主流道內(nèi)的流速和流量分布，提高散熱效率。進(jìn)一步的，進(jìn)水口區(qū)域的高密度印刷圖案能夠確保冷媒的快速分布，而出水口區(qū)域的低密度印刷圖案則能夠減少流動阻力，優(yōu)化冷媒的流速，提高散熱效果。此外，冷媒流速的設(shè)定(0.5m/s～2m/s)能夠在保證散熱效果的同時，減少流動阻力，降低能耗。

24、進(jìn)一步的，所述主流道包括一段或多段冷媒流道，相鄰的兩段所述冷媒流道之間的夾角為0～180°，且每段冷媒流道中的不同區(qū)域的印刷圖案密度不同。

25、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過多個冷媒流道的順次連接，增加了冷媒的流動路徑，延長了熱交換時間，提高了散熱效果。通過調(diào)整相鄰冷媒流道之間的夾角，能夠改變冷媒的流動方向和路徑，以適應(yīng)不同形狀和尺寸的電池包，提高液冷板的適應(yīng)性，同時，還能夠通過調(diào)整夾角，更高效地利用液冷板內(nèi)部空間，提高散熱效率。此外，可以根據(jù)實(shí)際散熱需求進(jìn)行靈活布局每段冷媒流道中的不同區(qū)域的印刷圖案密度，提高液冷板的性能，優(yōu)化散熱效果。

26、進(jìn)一步的，每段冷媒流道包括順次設(shè)置的第一端、中部以及第二端，所述第一端為所述冷媒流道的進(jìn)水口，所述第二端為所述冷媒流道的出水口；

27、多段所述冷媒流道順次連接，相鄰的兩段冷媒流道中，一段冷媒流道的第二端連接另一段冷媒流道的第一端。

28、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過設(shè)置多個冷媒流道，并順次連接，能夠確保冷媒在液冷板內(nèi)的均勻分布和流動，提高散熱效率。

29、進(jìn)一步的，所述石墨線路的印刷厚度為0.1mm至0.3mm；

30、在冷媒流道的第一端：石墨線路的印刷圖案的間距為1mm～2mm；

31、在冷媒流道的中部：石墨線路的印刷圖案的間距為3mm～5mm；

32、在冷媒流道的第二端：石墨線路的印刷圖案的間距為6mm～10mm。

33、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過在不同區(qū)域設(shè)置不同的印刷圖案間距，優(yōu)化了冷媒流動的均勻性和熱交換效率。進(jìn)一步的，在冷媒流道的進(jìn)水口區(qū)域設(shè)置較小的間距，增加了冷媒的擾動；在出水口區(qū)域設(shè)置較大的間距，減少了流動阻力，提高了整體散熱性能。

34、第二方面，本發(fā)明提供一種液冷板，采用上述的液冷板的制作方法獲得。

35、上述方案的有益效果是：本發(fā)明采用上述制作方法獲得的液冷板具有結(jié)構(gòu)簡單、散熱效率高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種需要散熱的場合。

36、第三方面，本發(fā)明提供一種散熱方法，采用上述的液冷板實(shí)現(xiàn)，所述主流道內(nèi)設(shè)有多個換熱柱；

37、所述散熱方法包括以下步驟：

38、將冷媒通過入水嘴注入液冷板的主流道，流經(jīng)多個交錯分布的換熱柱，形成多路流體；

39、冷媒在流道內(nèi)流動時進(jìn)行熱交換；

40、冷媒通過出水嘴流出液冷板，實(shí)現(xiàn)對電池包的散熱。

41、上述方案的有益效果是：本發(fā)明采用上述液冷板實(shí)現(xiàn)的散熱方法能夠高效地將熱量從電池包等熱源中帶走，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和延長使用壽命。同時，該方法具有操作簡便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，具有較高的實(shí)用價值。

42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果至少包括：

43、上述方案的有益效果是：本發(fā)明通過切割金屬板、印刷石墨線路、熱軋延壓和吹脹工藝，簡化了液冷板的制作流程，提高了生產(chǎn)效率。通過使得不同區(qū)域的石墨線路的印刷圖案密度不同，能夠根據(jù)主流道內(nèi)不同區(qū)域的散熱需求進(jìn)行優(yōu)化，提升液冷板的散熱效率和均一性。通過熱軋延壓形成復(fù)合板，增強(qiáng)了液冷板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。