莫比乌斯环结构的车用加热器的制作方法

1.本发明涉及加热器技术领域，具体涉及一种莫比乌斯环结构的车用加热器。


背景技术：

2.加热器是新能源汽车热管理系统中重要的部件，在环境温度较低时，加热器加热循环工质，以保持驾驶舱和电池包处在适宜的温度。
3.现有的车载液体加热器多为冷板结构，一般为片式或膜式发热体贴着一块液冷板，发热体通电发热，热量传递至液冷板，流体工质经过液冷板带走热量，如公开号为cn111194099a的专利所公开的具有翅片的厚膜加热器。在这种结构中，通常需要设计复杂的翅片结构来加强换热能力，但同时也会导致液冷板内部的流体阻力增大，管路中压损增大；此外，平直板面状的加热膜加热面积较小，液冷板的平直流道尺寸受限，导致加热面积和换热效率低下，换热效率和流阻两者难以平衡。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种莫比乌斯环结构的车用加热器，以解决上述问题。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.一种莫比乌斯环结构的车用加热器，包括加热膜和第一基板，所述加热膜具有第一面和与第一面相对设置的第二面，所述第一基板设置于第一面，所述加热膜与第一基板均为莫比乌斯环形状，所述第一基板内设置有流体通道，所述流体通道内填充有流体工质，所述流体通道的进口处连通有工质进口，所述流体通道的出口处连通有工质出口，所述工质进口与工质出口用于供流体工质进出。
7.作为本发明进一步改进的技术方案，所述流体通道包括若干个均匀分布的微通道，所述微通道为莫比乌斯环形状。
8.作为本发明进一步改进的技术方案，所述微通道的截面为矩形。
9.作为本发明进一步改进的技术方案，所述微通道宽度为d，1mm≤d≤2mm，所述微通道的高度为h，1.5d≤h≤2.5d。
10.作为本发明进一步改进的技术方案，所述加热膜的厚度为d，0.5mm≤d≤2mm。
11.作为本发明进一步改进的技术方案，在所述加热膜的第二面还设置有第二基板，所述第二基板的结构与第一基板一致，所述第二基板与第一基板首尾相接。
12.作为本发明进一步改进的技术方案，在所述工质进口与若干个微通道的入口之间设置有平滑的分流区，在所述若干个微通道的出口与工质出口之间设置有平滑的汇流区。
13.作为本发明进一步改进的技术方案，在所述工质进口与工质出口之间填充有隔热材料。
14.作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一基板和微通道采用铝合金制成。
15.作为本发明进一步改进的技术方案，所述微通道采用高导热橡胶制成。
16.本发明所具有的有益效果为：
17.通过上述结构，莫比乌斯环状的三维曲面结构具有较大的换热面积，且三维空间中弯曲的流道结构，有利于利用离心力促进流体边界层脱体，增强换热，流体通道大部分为曲面大拐角，有利于减少局部压力损失；加热膜所传导的热量被两侧的微通道热沉吸收，大幅减少了能量浪费。
附图说明
18.图1是莫比乌斯环结构的车用加热器的结构示意图；
19.图2是图1中a处放大图；
20.图3是微通道与加热膜的截面示意图；
21.图4是工质进口和工质出口处的剖视图。
22.其中：1-加热膜，2-第一基板，3-工质进口，4-工质出口，5-微通道，6-第二基板，7-分流区，8-汇流区，9-隔热材料，f1-第一面，f2-第二面。
具体实施方式
23.以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
24.如果本发明在表述的时候涉及方位(例如，上、下、左、右、前、后、外、内等)，则需要对涉及到的方位进行定义，例如“为清楚地表达本发明内所描述的位置与方向，以器械操作者作为参照，靠近操作者的一端为近端，远离操作者的一端为远端。”或者以纸面作为参照等进行定义。当然，如果在后续描述时，是通过相互参照来定义两者之间的位置关系的，则可不在此定义。
25.本发明所述“第一面”为图2中“f1”所标注的面，所述“第二面”为图2中“f2”所标注的面。
26.一种莫比乌斯环结构的车用加热器，如图1、图2所示，包括加热膜1和第一基板2，所述加热膜1具有第一面f1和与第一面f1相对设置的第二面f2，所述第一面f1与第二面f2均指所述加热膜1所处空间的整体较宽的两侧。所述第一基板2设置于第一面f1，所述加热膜1与第一基板2均为莫比乌斯环形状，所述第一基板2内设置有流体通道，所述流体通道内填充有流体工质，所述流体通道的进口和出口分别与工质进口3与工质出口4相连通，所述工质进口3与工质出口4用于供流体工质进出循环。通电后，所述加热膜1发热，热量传递至所述第一基板2的流体通道内的流体工质，所述流体工质在整个流体通道内循环，以达到加热的目的。
27.如图3所示，所述流体通道包括若干个均匀分布的微通道5，所述微通道5也为莫比乌斯环形状，此种三维弯曲的微通道5结构，除了所述工质进口3和工质出口4处存在拐角外，所述流体通道整体都是大弧度曲面弯道，结构平滑且换热面积大，使得内部流体压降非常小，减少了所述流体工质在微通道5中流动而导致的能量损失，实现了充分换热。三维弯曲的设计，利用离心力有利于促进边界层脱体，增强换热，同时综合了微尺度换热强化，具备优异的换热效率，结构紧凑，造型优雅独特。
28.所述微通道5的截面为矩形，与所述第一基板2的截面形状一致，充分利用所述第
一基板2内的空间，有利于激发流体旋涡，增强换热。
29.作为本发明的一种优选实施例，所述微通道5宽度为d，1mm≤d≤2mm，所述微通道5的高度为h，1.5d≤h≤2.5d。
30.所述加热膜1的厚度为d，0.5mm≤d≤2mm。
31.作为本发明的一种优选实施例，在所述加热膜1的第二面还设置有第二基板6，所述第二基板6的结构与第一基板2一致，所述第二基板6与第一基板2首尾相接，即所述第一基板2的出口连通第二基板6的进口，所述第一基板2的进口连通工质进口3，所述第二基板6的出口连通工质出口4，利用所述第二基板6与第一基板2将加热膜1夹在中间，所述加热膜1散发的热量能够被第二基板6与第一基板2完全吸收，避免了热量的浪费。
32.如图4所示，在所述工质进口3与若干个微通道5的入口之间设置有平滑的分流区7，在所述若干个微通道5的出口与工质出口4之间设置有平滑的汇流区8，尽可能的减小流体工质进入微通道5时所可能受到的局部阻力。
33.在所述工质进口3与工质出口4之间填充有隔热材料9，用以阻止所述工质进口3与工质出口4发生热交换，有利于所述流体工质的循环。
34.作为本发明的一种优选实施例，所述第二基板6、第一基板2及微通道5采用金属材料制成，优选为铝合金。
35.此外，为便于制造和装配，所述微通道5也可以采用高导热橡胶制成，也可以将多条既有橡胶管排列后扭曲成莫比乌斯环结构。
36.所述加热膜1采用高分子材料包裹金属丝制成，包括但不限于硅胶或者环氧树脂或者聚酰亚胺。
37.本发明所提供的技术方案，莫比乌斯环状的三维曲面结构具有较大的换热面积，且三维空间中弯曲的流道结构，有利于利用离心力促进流体边界层脱体，增强换热，流体通道大部分为曲面大拐角，有利于减少局部压力损失；加热膜1所传导的热量被两侧的微通道5热沉吸收，大幅减少了能量浪费。
38.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
39.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非是用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围内。