本实用新型涉及电池热管理技术领域，具体而言，涉及一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器。
背景技术：
随着新能源电动汽车的不断发展与普及，锂离子动力电池的安全问题逐渐凸显出来，尤其是热失控成为了一个主要问题，炎热的环境加上电池供电过程中产生的大量热量导致电池高温，进一步会破坏电池内的化学平衡导致副反应，引发电池燃烧，甚至爆炸，带来巨大损失。
现有电池散热的典型方法有：1、空气冷却方法，其结构简单，但冷却效率较低；2、液体冷却或者基于制冷剂的冷却方法，热效率较高，但组件结构复杂、需要额外能源；3、热管传热方法，效果好、成本低、导热系数高，但因热管系统很难集成，具有一定的局限性。所以，设计一种冷却效率高、结构简单、易于集成且成本低的冷却装置是电动汽车热管理系统综合性能优化的巨大挑战之一。
技术实现要素：
本实用新型的目的包括，例如，提供了一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其具有冷却效率高、结构简单、易于集成且成本低的优点。
本实用新型的实施例可以这样实现：
本实用新型的实施例提供了一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其包括壳体、散热板、导热柱、导流板以及盛有冷却液的储液池；
所述散热板和所述壳体共同围成密闭的空腔；
所述导流板设置在所述空腔内，所述导流板将所述空腔分隔成第一通道和第二通道，所述导流板的两端分别与所述壳体的内壁形成第一间隙和第二间隙；
所述第一通道、第二通道、第一间隙和第二间隙共同形成循环通道；
所述导热柱设置有多个，所述储液池和多个所述导热柱均设置在所述空腔内且位于所述散热板上。
可选的，所述导流板远离所述散热板的表面为倾斜面，且所述倾斜面的倾斜最低端靠近所述储液池，所述倾斜面与所述壳体之间形成所述第二通道。
可选的，所述导流板的一端设置有过渡面，所述过渡面与所述壳体的内壁形成所述第一间隙，所述过渡面为圆弧面。
可选的，所述第二间隙位于所述储液池的上方。
可选的，所述壳体包括冷凝板、顶板、隔板和侧板；
所述顶板与所述散热板相对设置，所述散热板与所述导流板之间形成所述第一通道，所述顶板与所述导流板之间形成所述第二通道；
所述冷凝板与所述隔板相对设置，所述冷凝板与所述导流板之间形成所述第二间隙，所述隔板与所述导流板之间形成所述第一间隙；
所述侧板设置有两个，且两个所述侧板相对设置；
所述冷凝板、顶板、隔板、侧板和散热板围合形成密闭的所述空腔。
可选的，所述顶板的一端与所述隔板相抵接，所述顶板的另一端圆弧过渡，且与所述冷凝板靠近顶端的侧壁相抵接。
可选的，所述隔板为泡沫隔板。
可选的，所述冷凝板远离所述隔板的一侧设置有多个翅片。
可选的，所述翅片的长度方向与所述冷凝板的长度方向一致，多个所述翅片相平行且均匀间隔排布。
可选的，多个所述导热柱均匀间隔设置。
本实用新型实施例的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器的有益效果包括，例如：将板式蒸发器的散热板与电池表面相贴合，储液池中的冷却液在导热柱间形成液膜；当电池发热时，多个导热柱增大了受热面积，冷却液流过导热柱产生扰流，强化了相变传热性能，同时由于导热柱之间的毛细泵送效应，推动冷却液自发流动延缓液膜蒸发过程，利用薄膜蒸发与电池进行了充分换热；产生的蒸汽经第一通道和第一间隙进入到第二通道内，再经第二间隙冷凝回流至储液池中，在空腔内形成循环通道；该蒸发器利用毛细泵送效应以及薄膜蒸发在汽液相变时产生的巨大潜热，实现电池快速冷却，具有传热效率高、无需额外能源消耗、结构简单、易于集成的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例中用于展示蒸发器内部结构的剖视图；
图2为本申请实施例中用于展示微柱阵列的示意图；
图3为本申请实施例中用于展示微柱柱间间距的示意图；
图4为本申请实施例中用于展示两个蒸发器对接起来的结构示意图。
图标：100-壳体；110-冷凝板；111-翅片；120-顶板；130-隔板；200-散热板；210-导热柱；220-储液池；300-空腔；310-第一通道；320-第二通道；330-第一间隙；340-第二间隙；400-导流板；410-倾斜面；420-过渡面。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
首先对本申请中涉及到的一些名词进行解释：
毛细泵送效应：多个导热柱之间液-汽弯月界面产生毛细力，在液体蒸发过程中推动液体自发流动，有助于延缓液膜蒸发过程。
薄膜蒸发：形成薄膜状的液体的蒸发过程。
请参考图1，本实施例提供了一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，包括壳体100、散热板200、导热柱210、导流板400以及盛有冷却液的储液池220，散热板200和壳体100共同围成密闭的空腔300；导流板400设置在空腔300内，导流板400将空腔300分隔成第一通道310和第二通道320，导流板400的两端分别与壳体100的内壁形成第一间隙330和第二间隙340，第一通道310、第二通道320、第一间隙330和第二间隙340共同形成循环通道；导热柱210设置有多个，储液池220和多个导热柱210均设置在空腔300内且位于散热板200上，多个导热柱210位于储液池220的一侧，储液池220内的冷却液溢出至多个导热柱210之间，多个导热柱210均匀间隔设置。
需要说明的是，参照图2、图3，多个导热柱210均匀间隔设置在散热板200上形成的阵列也可称作微柱阵列。可选的，微柱的截面直径为10-100μm，相邻微柱之间的间隙为10-100μm。此外，微柱为易导热材料制成，可以是硅基半导体材料、铜基合金或者铝基复合材料。
当散热板200受热时，由于微柱阵列中柱间的毛细泵送效应，推动液体朝远离储液池220的一侧流动，延缓了液膜的蒸发过程，与下部的电池进行充分换热；由于薄膜蒸发在汽液相变时产生的巨大潜热，实现了电池快速冷却。图1中箭头指向为蒸汽流向，蒸汽经第一通道310、第二通道320、第一间隙330和第二间隙340共同形成的循环通道冷凝回流至储液池220内，在空腔300内形成往复循环，提升了散热效率。
进一步的，导流板400远离散热板200的表面为倾斜面410，且倾斜面410的倾斜最低端靠近储液池220，倾斜面410与壳体100之间形成上述第二通道320；导流板400的一端设置有过渡面420，过渡面420与壳体100的内壁形成第一间隙330，过渡面420为圆弧面；第二间隙340位于储液池220的上方。
冷却液从散热板200处产生的蒸汽通过第一间隙330进入到第二通道320内，第二通道320内的部分蒸汽冷凝而成的液滴落到导流板400的倾斜面410上，沿倾斜面410的倾斜最低端通过第二间隙340后进入到储液池220中循环利用，在空腔300内形成往复循环，提升了散热效率。
进一步的，请继续参照图1，壳体100包括冷凝板110、顶板120、隔板130和侧板（图中未示出）；顶板120与散热板200设置在上下两侧且相对设置，散热板200与导流板400之间形成上述第一通道310，顶板120与导流板400之间形成上述第二通道320；冷凝板110与隔板130设置在左右两侧且相对设置，冷凝板110与导流板400之间形成上述第二间隙340，隔板130与导流板400之间形成上述第一间隙330；侧板有两个，为前后相对设置；冷凝板110、顶板120、隔板130、侧板和散热板200围合形成密闭的空腔300。该蒸发器的整体结构较为简单，易于集成。
在本实施例中，散热板200、冷凝板110、顶板120、隔板130和侧板形成矩形体密闭空腔300，散热板200、冷凝板110、顶板120、隔板130和侧板之间焊接而成，密封性更好；而在其他实施例中，散热板200、冷凝板110、顶板120、隔板130和侧板之间还可以利用螺栓连接。
进一步的，顶板120的一端与隔板130相抵接，顶板120的另一端圆弧过渡，且与冷凝板110靠近顶端的侧壁相抵接。
通过在顶板120的一端设置圆弧过渡，减少了顶板120的端面与冷凝板110的板面之间的接触面积，从而当蒸汽流动到冷凝板110上时，能够增大蒸汽与冷凝板110的接触面积，提高散热效率。
另外，冷凝板110远离隔板130的一侧设置有多个翅片111；翅片111的长度方向与冷凝板110的长度方向一致，多个翅片111相平行且均匀间隔排布。
需要说明的是，多个翅片111平行且均匀间隔排布的阵列也可称作翅片阵列；将该蒸发器应用到车辆上时，使翅片111的长度方向与车辆行进方向平行设置，利用来流产生的风将热量传递到外界环境，当高温蒸汽流动到冷凝板110一侧时，热量传递到翅片111，在汽车来流进风的作用下快速削减翅片111表面的温度，强化与内部蒸汽的换热，冷凝而成的液滴在重力作用下成核脱落，进而液滴通过第二间隙340进入到储液池220内；翅片阵列的设置，进一步提升了散热效率。
可选的，参照图4，将上述板式蒸发器镜像对称设置两个，并使得两个隔板130相贴合，两个散热板200相对接，能够进一步增大散热面积；隔板130设置为泡沫隔板130，对两侧的毛细泵送过程进行分隔，防止两侧的蒸汽干扰。
根据本实施例提供的一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，该板式蒸发器的工作原理是：
当散热板200受热时，微柱阵列中柱间产生毛细泵送效应，冷却液在柱件快速蒸发，液体的潜热能够大量吸收电池的热量；在第一通道310内产生的蒸汽通过第一间隙330进入到第二通道320内，部分蒸汽冷凝成液滴落至导流板400上，经导流板400的倾斜面410回流到储液池220内，而另一部分蒸汽流动至冷凝板110上后，在汽车行进过程中，在汽车来流进风的作用下快速削减翅片111表面的温度，强化与内部蒸汽的换热，冷凝而成的液滴在重力作用下成核脱落回流至储液池220内，从而在空腔300的循环通道内形成往复循环，极大提升了散热效率。
本实施例提供的一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器至少具有以下优点：
1）基于微柱阵列中柱间的毛细泵送效应，不需要泵来输送冷却液，冷却液在柱间快速蒸发，液体的潜热可以吸收电池的大量热量；在蒸发过程中推动液体自发流动，有助于延缓液膜蒸发过程，极大提高散热效率；
2）通过第一通道310、第二通道320、第一间隙330和第二间隙340共同形成循环通道，循环利用冷却液，提升散热效率；
3）利用在冷凝板110侧壁设置翅片阵列，在汽车来流进风的作用下快速削减翅片111表面的温度，强化与内部蒸汽的换热；且无需额外添加风扇散热，散热效果与车速成正比关系。
4）整体结构较为简单，易于集成。
综上所述，本实用新型实施例提供了一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，利用微柱阵列中柱件的毛细泵送效应以及液体薄膜蒸发的原理，大量吸收电池的热量，并利用循环通道实现冷却液的循环利用，此外，通过在冷凝板110上设置翅片阵列，进一步提升了散热效率。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，包括壳体、散热板、导热柱、导流板以及盛有冷却液的储液池；
所述散热板和所述壳体共同围成密闭的空腔；
所述导流板设置在所述空腔内，所述导流板将所述空腔分隔成第一通道和第二通道，所述导流板的两端分别与所述壳体的内壁形成第一间隙和第二间隙；
所述第一通道、第二通道、第一间隙和第二间隙共同形成循环通道；
所述导热柱设置有多个，所述储液池和多个所述导热柱均设置在所述空腔内且位于所述散热板上。
2.根据权利要求1所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述导流板远离所述散热板的表面为倾斜面，且所述倾斜面的倾斜最低端靠近所述储液池，所述倾斜面与所述壳体之间形成所述第二通道。
3.根据权利要求1所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述导流板的一端设置有过渡面，所述过渡面与所述壳体的内壁形成所述第一间隙，所述过渡面为圆弧面。
4.根据权利要求1所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述第二间隙位于所述储液池的上方。
5.根据权利要求1所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述壳体包括冷凝板、顶板、隔板和侧板；
所述顶板与所述散热板相对设置，所述散热板与所述导流板之间形成所述第一通道，所述顶板与所述导流板之间形成所述第二通道；
所述冷凝板与所述隔板相对设置，所述冷凝板与所述导流板之间形成所述第二间隙，所述隔板与所述导流板之间形成所述第一间隙；
所述侧板设置有两个，且两个所述侧板相对设置；
所述冷凝板、顶板、隔板、侧板和散热板围合形成密闭的所述空腔。
6.根据权利要求5所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述顶板的一端与所述隔板相抵接，所述顶板的另一端圆弧过渡，且与所述冷凝板靠近顶端的侧壁相抵接。
7.根据权利要求5所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述隔板为泡沫隔板。
8.根据权利要求5所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述冷凝板远离所述隔板的一侧设置有多个翅片。
9.根据权利要求8所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，所述翅片的长度方向与所述冷凝板的长度方向一致，多个所述翅片相平行且均匀间隔排布。
10.根据权利要求1所述的运用于电池散热的毛细泵送式板式蒸发器，其特征在于，多个所述导热柱均匀间隔设置。
技术总结