一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道的制作方法

1.本发明为热管理技术领域，具体为一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道。


背景技术：

2.现代车辆呈现出电气化、信息化以及智能化的鲜明发展趋势，大功率电力电子控制单元、分布式算力单元越来越多，呈现出热源部件种类多、数量大、布置分散、热流密度高、温差跨度大等技术特点，亟需高效快速的热管理方案。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道。
4.本发明的技术方案如下：一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，包括高能量管道、材料阵列、低能量管道；其中材料阵列为若干种可控导热系数的材料组成的阵列，高能量管道从材料阵列的上部穿过，低能量管道从材料阵列的下部穿过，所述高能量管道内流有高温流体，高温流体经过材料阵列时将热量导入低能量管道。
5.所述高能量管道具有多个管道，设有一个流入口，多个流出口，所述多个管道穿过材料阵列。
6.所述低能量管道内流有低温流体。
7.所述材料阵列由多种可控导热系数的敏感非敏感材料组成。
8.所述敏感非敏感材料包括热敏材料、非热敏材料、压力敏感和压力非敏感材料，其中热敏材料根据所处温度变化，发生可预期的导热率改变，其中非热敏材料为定导热系数材料。
9.所述材料阵列中的多种可控导热系数的敏感非敏感材料为矩阵式排布方式。
10.所述材料阵列为立方体型或圆角柱型（但不限于此）。
11.所述的高能量管道、低能量管道垂直交叉穿过材料阵列。本发明的有益效果：本发明利用特殊设计结构改变不同导热系数材料接入管道壁面的比例来改变管道总体导热系数，逐级控制垂直于管道壁面的热流传递，从而达到对于能量流大小以及能量流与物质流夹角方向的调控。研究多种定导热系数的材料组合体的总体导热系数随材料配比变化而变化的规律，以确定材料组合体总体导热系数的可控精度。研究不同结构形式对于固定配比下的多种材料组合体的总体导热系数的影响规律，以确定能够实现导热系数可调范围最广的最佳结构形式。本发明利用不同可控导热系数的材料组成阵列，高效快速的分配热流，实现对能量的综合管理及布局。
附图说明
12.图1为本发明的一种结构示意图。
13.图中，高能量管道1、低能量管道2、材料阵列3。
具体实施方式
14.以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。
15.如图1所示，一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，包括高能量管道1、材料阵列3、低能量管道2；其中材料阵列3为若干种可控导热系数的材料组成的阵列，高能量管道1从材料阵列3的上部穿过，低能量管道2从材料阵列3的下部穿过，所述高能量管道1内流有高温流体，高温流体经过材料阵列3时将热量导入低能量管道2，实现热量的分配管理。
16.所述高能量管道1具有多个管道，设有一个流入口，多个流出口，所述多个管道穿过材料阵列3。
17.所述低能量管道2内流有低温流体。
18.所述材料阵列3由多种可控导热系数的敏感非敏感材料组成。
19.所述敏感非敏感材料包括热敏材料、非热敏材料、压力敏感和压力非敏感材料，其中热敏材料根据所处温度变化，发生可预期的导热率改变，其中非热敏材料为定导热系数材料。
20.所述材料阵列3中的多种可控导热系数的敏感非敏感材料为矩阵式排布方式。
21.所述材料阵列3为立方体型或圆角柱型（但不限于此）。
22.所述的高能量管道1、低能量管道2垂直交叉穿过材料阵列3。本发明提出一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，利用不同可控导热系数的材料组成阵列，高效快速的分配热流，实现对能量的综合管理及布局。
23.本发明可应用于混合动力汽车等具有多热源的车辆及器械，其热源部件种类多、数量大、布置分散、热流密度高、温差跨度大，配合管阀该型结构打通热泵空调、电池热管理、发动机热量管控等，实现能量的梯度调控及分配，可根据环境温度、管流压力等自动规划各系统的能量调配，提升废热回收利用率，优化能量传输通道，打通各部分热源部件能量分配，实现热流的全局管理。
24.本发明可应用于能量梯级利用的场景，例如在复杂环境下，控制热流的传递只从高温热源吸热，但不向低温热源放热。在多通道（多进多出）的热路由器中，承担热流分配和方向控制的作用。低温流体流通道路可依据不同工况进行组合，以不同导热系数与高温流体进行热交换，从而实现一进多出，不同散热量的功能。在此基础上，可与拓扑结构组合设计，构建出多通道进出的能量路由器节点，承担热流、能量流分配和方向控制的作用。
25.上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。


技术特征：
1.一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：包括高能量管道（1）、材料阵列（3）、低能量管道（2）；其中材料阵列（3）为若干种可控导热系数的材料组成的阵列，高能量管道（1）从材料阵列（3）的上部穿过，低能量管道（2）从材料阵列（3）的下部穿过，所述高能量管道（1）内流有高温流体，高温流体经过材料阵列（3）时将热量导入低能量管道（2）。2.根据权利要求1所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述高能量管道（1）具有多个管道，设有一个流入口，多个流出口，所述多个管道穿过材料阵列（3）。3.根据权利要求1所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述低能量管道（2）内流有低温流体。4.根据权利要求1所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述材料阵列（3）由多种可控导热系数的敏感非敏感材料组成。5.根据权利要求4所述的材料阵列，其特征是：所述敏感非敏感材料包括热敏材料、非热敏材料、压力敏感和压力非敏感材料，其中热敏材料根据所处温度变化，发生可预期的导热率改变，其中非热敏材料为定导热系数材料。6.根据权利要求1所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述材料阵列（3）中的多种可控导热系数的敏感非敏感材料为矩阵式排布方式。7.根据权利要求6所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述材料阵列（3）为立方体型或圆角柱型。8.根据权利要求1所述的一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，其特征是：所述的高能量管道（1）、低能量管道（2）垂直交叉穿过材料阵列（3）。

技术总结
本发明公开了一种基于敏感非敏感材料复合结构的可控导热系数管道，包括高能量管道、材料阵列、低能量管道；其中材料阵列为若干种可控导热系数的材料组成的阵列，高能量管道从材料阵列的上部穿过，低能量管道从材料阵列的下部穿过，所述高能量管道内流有高温流体，高温流体经过材料阵列时将热量导入低能量管道。所述高能量管道具有多个管道，设有一个流入口，多个流出口，所述多个管道穿过材料阵列。所述低能量管道内流有低温流体。本发明利用不同可控导热系数的材料组成阵列，高效快速的分配热流，实现对能量的综合管理及布局。实现对能量的综合管理及布局。实现对能量的综合管理及布局。


技术研发人员：李科阳 孙美瑶 孙晓霞 张涛 陈启迪 郑潇 张宇 刘震涛
受保护的技术使用者：中国北方车辆研究所
技术研发日：2021.12.26
技术公布日：2022/5/17