电池的冷却装置

1.本技术涉及电池散热的技术领域，尤其涉及电池的冷却装置。


背景技术：

2.相关技术中，对电池的散热通常依赖于单纯的液冷式或空冷式，由此限制了散热效果。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术提供电池的冷却装置，具有较好的散热效果。
4.一种电池的冷却装置，包括：
5.一均热板体，用以通过包围的方式覆于电池上，具有密闭的中空腔室，所述中空腔室用以容纳不充满所述中空腔室的工作介质，所述中空腔室的内壁面设有呈凹陷状的超亲水微槽和位于所述超亲水微槽周围并相对于所述超亲水微槽呈明显凸起状的超疏水面，所述超亲水微槽为可产生明显的毛细现象；
6.一中空的冷却板，设置在所述均热板体的外表面，用以通过通入冷却介质的方式将由所述均热板体传导过来并来源于所述电池的热量进行吸收。
7.可选地，所述工作介质填充所述中空腔室的容量的50％。
8.可选地，还包括设置在电池的极柱上的绝缘法兰胶垫。
9.可选地，还包括叠置在所述冷却板和均热板体之间的导热胶垫。
10.可选地，所述超亲水微槽呈横纵地分布在所述中空腔室的内壁面。
11.可选地，所述超亲水微槽的分布面积占所述中空腔室的内壁面的1/2。
12.可选地，所述超疏水面的分布面积占所述中空腔室的内壁面的1/2。
13.可选地，所述均热板体的内壁面的材料为6061铝合金。
14.以上提供电池的冷却装置，电池的产热使均热板体的中空腔室内的工作介质受热蒸发形成蒸气(受热蒸发的位置记为蒸发端)，蒸气在中空腔室未填充有工作介质的空间内扩散。当蒸气扩散至中空腔室之靠近冷却板的空间内(称之为冷凝端)，在冷却板的冷却作用下，蒸气会此位置形成冷凝成液滴，若液滴形成在超疏水面的区域时，超疏水面的超疏水性会使液滴发生滚动而流入超亲水微槽。在重力、液体工作介质的压力势能等多重因素下，液滴会沿超亲水微槽从冷凝端向蒸发端流入，由此形成了蒸气从蒸发端向冷凝端流动并且液体工作介质从冷凝端向蒸发端流动的流体循环双流动，该流体循环双流动可以有力促进电池产热的传导，从而实现了对电池散热的效果提升。
附图说明
15.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
16.图1为本技术实施例提供的整体示意图。
17.图2为本技术实施例提供的冷却装置的分解示意图。
18.图3为本技术实施例提供的电池的整体示意图。
19.图4为本技术实施例提供的电池的分解示意图。
20.图5为本技术实施例提供的绝缘法兰胶垫安装部位剖面图。
21.图6为本技术实施例提供的均热板的分解示意图。
22.图7为本技术实施例提供的均热板的工作原理图。
23.其中，图中元件标识如下：
24.1-均热板体、2-电池、3-盖板、4-板条、5-基板、6-超疏水面、7-超亲水微槽、8-绝缘法兰胶垫、10-保护壳、12-导热胶垫、13-冷却板、14-电池放热源、15-蒸气传输路径、16-工作介质传输路径、17-空气散热路径。
具体实施方式
25.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域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，都属于本技术保护的范围。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
29.在介绍本技术的技术方案之前，有必要阐述下本技术的发明创造的创立背景。
30.已为普遍存在的的是，相关技术中，对电池2的散热通常依赖于单纯的液冷式或空冷式，由此限制了散热效果。
31.基于上述发明人意识电池2散热的效率低的问题，本发明人提出了电池2的冷却装置。在实施电池2的冷却时，电池2的产热使均热板体1的中空腔室内的工作介质受热蒸发形成蒸气(受热蒸发的位置记为蒸发端)，蒸气在中空腔室未填充有工作介质的空间内扩散。当蒸气扩散至中空腔室之靠近冷却板13的空间内(称之为冷凝端)，在冷却板13的冷却作用下，蒸气会此位置形成冷凝成液滴，若液滴形成在超疏水面6的区域时，超疏水面6的超疏水
性会使液滴发生滚动而自动流入超亲水微槽7，即液滴最终都会汇入超亲水微槽7。在重力、液体工作介质的压力势能、超亲水微槽7的毛细现象等多重因素下，液滴会从冷凝端向蒸发端流入，由此形成了蒸气从蒸发端向冷凝端流动并且液体工作介质从冷凝端向蒸发端流动的流体循环双流动，该流体循环双流动可以有力促进电池2产热的传导，从而实现了对电池2散热的效果提升。由此，创立了本发明创造。
32.参考图1-6，本技术实施例提供电池2的冷却装置，包括：
33.一均热板体1，用以通过包围的方式覆于电池2上，具有密闭的中空腔室，上述中空腔室用以容纳不充满上述中空腔室的工作介质，上述中空腔室的内壁面设有呈凹陷状的超亲水微槽7和位于上述超亲水微槽7周围并相对于上述超亲水微槽7呈明显凸起状的超疏水面6；
34.一中空的冷却板13，设置在上述均热板体1的外表面并，用以通过通入冷却介质的方式将由上述均热板体1传导过来并来源于上述电池2的热量进行吸收。
35.前文已述，超疏水面6位于超亲水微槽7的周围，此处，“周围”可理解为超疏水面6位于靠近超亲水微槽7的位置，并非是局限在包围超亲水微槽7。当然基于形成超疏水面6的液滴向超亲水微槽7的汇入效果之考虑，作为一种示范地实现方式，超疏水面6可以包围超亲水微槽7并且超亲水微槽7包围超疏水面6。
36.关于超疏水面6、超亲水微槽7在中空腔室的内壁面的分布位置，可以理解的是，至少位于中空腔室的内壁面的部分区域，即该内壁面未布设超疏水面6、超亲水微槽7的部分用以填充工作介质。
37.在这种情形下，在使用时，通常需要关注工作介质的填充液面是否达到靠近布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域，若填充液面距离布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域较远，可能会导致工作介质形成蒸气产生冷凝发生发生在内壁面未布设超疏水面6、超亲水微槽7的区域，导致这部分冷凝液滴可能不会通过超亲水微槽7而发生流动。因而为了避免此不利现象的出现，需要确保工作介质的填充液面达到靠近布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域，例如填充液面可以没过布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域与未布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域之间的边界线。
38.为了避免上述关注工作介质的填充液面是否达到靠近布设有超疏水面6、超亲水微槽7的区域所带来的麻烦，作为一种示范，可在中空腔室的内壁面的全部位置布设超疏水面6、超亲水微槽7。
39.作为一种示范地，上述超亲水微槽7的分布面积占上述中空腔室的内壁面的1/2。
40.作为一种示范地，上述超疏水面6的分布面积占上述中空腔室的内壁面的1/2。
41.关于超亲水微槽7的粗细，可为具有毛细效应的程度。这样，通过超亲水微槽7所产生的毛细现象，能更好地促使液体工作介质从冷凝端向蒸发端的流动。
42.超亲水微槽7的分布形状可以呈横纵分布，这样便于超疏水面6的布设，即只需要在横纵分布所包围的位置布设超疏水面6即可，这样能确保超亲水微槽7相互包围的姿态。
43.上述超亲水微槽7、超疏水面6可采用本领域公知的方式来获得，作为一种示范，其制作方式如下：
44.(1)在使用短脉冲及超短脉冲激光微织构整个均热板的内壁面。
45.(2)将均热板的内壁面进行热处理，得到超疏水表面，经接触角测量仪测试，水滴
接触角大于160
°
。
46.(3)在该超疏水表面使用短脉冲及超快激光扫描出若干平行超亲水微槽7，经接触角测量仪测试，水滴接触角接近0
°
，经实验测试，其吸芯性能在垂直方向可将水吸到200mm的高度。
47.这里，至于短脉冲及超短脉冲激光的具体工艺参数，可根据有限次实验来获得。
48.上述中空腔室，较好地可采用真空密封。
49.为了形成该中空腔室，可采用不同的板焊接而成。具体地，由l形的盖板3、板条4、基板5所围成。这里，基板5、板条4和盖板3可采用盖板6061铝合金，并且可通过常规的折弯工艺来获得。在将这些板体焊接之后可实施气密性检测，再抽真空，以保证其真空密闭性。
50.作为一种参考地，均热板的总体厚度为0.6mm，当然或者其它厚度。
51.关于工作介质不充满中空腔室的设计考虑，前文已经论述，即为中空腔室内工作介质蒸发形成的蒸气发生扩散提供必要的空间。
52.作为示范地，上述工作介质填充上述中空腔室的容量的50％。过多的工作介质填充，可能会导致工作介质蒸气所预留的空间过少，带来蒸气流动的循环流动的效果会较差，最终影响对电池2产热的传导。过少的工作介质填充，可能导致工作介质过少，会影响工作介质蒸气产量，会损害工作介质的蒸气循环效果。
53.在一个典型的实施方案中，还包括设置在电池2的极柱上的绝缘法兰胶垫8。
54.这里绝缘法兰胶垫8的设计考虑是：防止均热板体1包覆在电池2上造成的电池2短路。
55.在一个典型的实施方案中，还包括叠置在上述冷却板13和均热板体1之间的导热胶垫12。
56.这里，导热胶垫12的设计考虑是：防止均热板体1与冷却板13接触不良，例如二者之间存在明显的间隙，带来冷却板13对均热板体1的热量的传导过差，因为二者之间所存在的空气会损害冷却板13的导热效果。而导热胶垫12能够使得均热板体1与冷却板13接触更为紧密，并通过导热胶垫12实现二者的导热的实施。
57.应当容易想到的是，可设置保护壳10，将均热板体1、冷却板13都容纳至其内。至于保护壳10的形状，可采用任何容易想到的方式，不作详尽论述。
58.参考图7，现在重点再论述下，上述超亲水微槽7、超疏水面6的二者共同配合所形成的流体循环双流动的具体过程。
59.电池2的产热使均热板体1的中空腔室内的工作介质受热蒸发形成蒸气(受热蒸发的位置记为蒸发端)，蒸气在中空腔室未填充有工作介质的空间内扩散。当蒸气扩散至中空腔室之靠近冷却板13的空间内(称之为冷凝端)，在冷却板13的冷却作用下，蒸气会此位置形成冷凝成液滴。
60.对于工作介质的填充仅仅占据内壁面的底面时，冷凝端的液态工作介质明显多余蒸发端即冷凝端的液态工作介质所产生的压力明显高于蒸发端，会促使会流向蒸发端。
61.对于工作介质的填充占据内壁面的底面或者侧面时，冷凝端的液态工作介质，在重力作用下，会流向蒸发端。
62.当然通过优化超亲水微槽7的粗细直至其具有明显的毛细效应，还可能借助超亲水微槽7所形成毛细现象，强化促使冷凝端的液态工作介质向蒸发端流动。
63.而冷凝端的蒸气遇冷凝结成液滴，液滴受重力原因滴落到腔室内表面的超亲水微槽7和超疏水面6，而落在超疏水面6的液滴由于超疏水面的疏水特性，会滑落到其两侧的超亲水微槽7内，由此形成一个工作循环。对于冷凝端在电池2顶部的均热板体1，在冷凝端蒸气遇冷凝结成液滴后受重力原因快速沿均热板的超亲水微槽7输运到受热蒸发部位，在此部位的超亲水微槽7内形成少量的液体沉积。对于冷凝端在均热板体1的底部位置，在冷凝端蒸气遇冷凝结成液滴后受重力原因有少部分液体在此处超亲水微槽7内沉积，此时均热板的超亲水微槽7已充满液体，液滴迅速沿均热板体1的超亲水微槽7输运到蒸发端，进行液体补充。电池2在工作过程中产生的热量通过均热板的光滑面传至内部相变工作介质，工作介质受热蒸发、沸腾，蒸气通过中空腔室缝隙输送至均热板的冷凝端，蒸气在冷凝端将携带热量释放后凝结成液滴，由于均热板的腔室内表面为亲-疏水相间分布结构，超疏水面6的液滴迅速滑落到超亲水微槽7内，在超亲水微槽7的毛细力作用下，冷凝液沿超亲水微槽7运输回均热板基板5(蒸发面)。如此循环往复，不断将电池2发热处产生的热量带走，以此均衡电池2温度。
64.总而言之，通过上述过程形成了：自电池2放热源头14(即均热板体1靠近电池2产热的靠近区域)的产热逐渐向均热板体1传递，该热量顺着蒸气传输路径15和工作介质传输路径16被传导，最终通过空气散热路径17热量传递至冷却板13，蒸气传输路径15是从由蒸发端向冷凝端扩散，工作介质传输路径16是从由冷凝端向蒸发端扩散。
65.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。