一种电池液冷板的成型方法

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，具体涉及一种电池液冷板的成型方法。

背景技术

电池液冷板是电池模组的必要组成部分之一，利用其所具有的供冷却液体流动的流道，可实现电池模组的散热，尤其是在电池模组使用过程中遇到诸如短路、大电流充放电等极端情况时，电池液冷板可及时散发电池模组所产生的大量热量，为电池模组的安全性能提供了有力保障。

目前，电池液冷板的制作流程通常为：首先，利用冲压模具在板坯上冲压出流道，以制作出上层液冷板；然后，再将上层液冷板与下层液冷板焊接为一体，从而制作出电池液冷板的成品。然而，采用模具冲压方式制作上层液冷板却存在诸如制作成本高、生产效率低等问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是一种电池液冷板的成型方法，以降低液冷板的制作成本。

一种实施例中提供一种电池液冷板的成型方法，包括如下步骤：

将金属板坯和承压模板平行间隔放置，所述承压模板邻近金属板坯一侧的表面具有流道模型；

使所述金属板坯在电磁感应作用下高速压靠承压模板，实现所述金属板坯与承压模板的接触贴模；

将所述金属板坯与承压模板分离，完成所述金属板坯的成型加工。

一个实施例中，所述使所述金属板坯在电磁感应作用下高速压靠承压模板，实现所述金属板坯与承压模板的接触贴模的步骤包括：

将放电线圈放置在金属板坯远离承压模板的一侧，使所述放电线圈正对金属板坯；

接通电容器向放电线圈放电，使所述金属板坯在电磁感应作用下高速压靠承压模板。

一个实施例中，所述放电线圈与金属板坯之间的间距为1±0.5mm。

一个实施例中，所述承压模板具有平面部，所述流道模型为分布于平面部内的凹陷结构，所述平面部用于在金属板坯与承压模板平行间隔放置时，与所述金属板坯接触，并使所述金属板坯与流道模型之间存在间隔。

一个实施例中，所述流道模型设有排气孔，用于在所述金属板坯与承压模板接触贴模时，供所述金属板坯与承压模板之间的空气排出。

一个实施例中，所述承压模板具有平面部，所述流道模型为分布于平面部内的凸起结构，所述流道模型用于在金属板坯与承压模板平行间隔放置时，与所述金属板坯接触，并使所述金属板坯与平面部之间存在间隔。

一个实施例中，所述平面部设有排气孔，用于在所述金属板坯与承压模板接触贴模时，供所述金属板坯与承压模板之间的空气排出。

一个实施例中，所述排气孔位于金属板坯与承压模板最后接触贴模的区域。

一个实施例中，所述排气孔的孔径小于等于1mm。

一个实施例中，所述金属板坯为铜、铜合金、铝、铝合金和镁合金中的一种。

依据上述实施例的电池液冷板的成型方法，包括：将金属板坯和承压模板平行间隔放置，承压模板邻近金属板坯一侧的表面具有流道模型；使金属板坯在电磁感应作用下高速压靠承压模板，实现金属板坯与承压模板的接触贴模；将金属板坯与承压模板分离，完成金属板坯的成型加工。由于采用电磁脉冲技术，仅需利用一个具有流道模型的承压模板，即可在板材坯料冲压出流道结构，从而制作出上层液冷板；在流道结构布局发生变化时，仅需选择或更换承压模板即可，相较于传动的模具冲压方法，不但能够有效降低上层液冷板的制作成本，而且成型速度快、生产效率高，可适用于洁净化加工工艺。

附图说明

图1为一种实施例的成型方法的流程图。

图2为一种实施例的成型方法中金属板坯与承压模板的结构示意图。

图3为一种实施例的成型方法中各部分部件间的放置位置对位关系示意图。

图4为一种实施例的成型方法中金属板坯在接触贴模后的形变状态示意图。

图5为一种实施例的成型方法中金属板坯与承压模板分离后的结构示意图。

图6为一种实施例的成型方法所采用的电磁脉冲产生装置的电路图。

图中：

10、承压模板；20、金属板坯；30、放电线圈；40、电容器；50、开关；60、电源；a、流道模型；b、平面部；c、排气孔。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

目前，业内主要采用常温冷模冲压和加热热模冲压两种方式，将诸如铝合金等导热系数高、延展性较差的板材坯料制作成上层液冷板；其中，常温冷模冲压存在平面度难以控制、板材容易开裂、尺寸精度较差等问题，而加热热模冲压虽然能够在一定程度上解决平面度难以控制、板材易开裂等问题，但存在能量消耗大、作业效率低等问题；同时，无论是采用常温冷模冲压还是加热热模冲压，在进行上层液冷板的冲压加工时，均需要将板材坯料置于冲压机的凸模头与凹模头之间，利用凸模头与凹模头之间的相向对冲运动，在板材坯料上冲压出流道结构，从而完成上层液冷板的成型加工；然而，当上层液冷板上所设计的流道的结构或布局等发生变化时，则需要更换或配置与预设流道的结构布局相适配的凸模头和凹模头，如此，便会极大地增加液冷板的制作成本。

本申请提供的电池液冷板的成型方法，采用电磁脉冲技术，仅需利用一个具有流道模型的承压模板，即可在板材坯料冲压出流道结构，从而制作出上层液冷板；在流道结构布局发生变化时，仅需选择或更换承压模板即可，相较于传动的模具冲压方法，不但能够有效降低上层液冷板的制作成本，而且成型速度快、生产效率高，可适用于洁净化生产工艺。

请参阅图1至图6，一种实施例提供的一种电池液冷板的成型方法，主要采用电磁脉冲技术，通过一具有流道模型a的承压模板10的配合，在金属板坯20上冲压出与流道模型a相适应的流道槽腔结构，从而完成电池的上层液冷板的成型加工作业；请参阅图1，该成型方法包括步骤101至103，下面分别说明。

步骤101，将金属板坯20和承压模板10平行间隔放置，使承压模板10所具有的流道模型a位于邻近金属板坯20的一侧。

请参阅图2、图3和图4，一个实施例中，承压模板20主要为一类似于现有的冲压装置的凹模头结构，即：承压模板10具有平面部b和流道模型a两部分，而流道模型a则采用分布于平面部b内的凹陷结构，流道模型a的具体尺寸、形状和走向等可根据预设计的流道进行选择设置，如采用诸如蛇形、螺旋形、F形、W形等形状的凸条状结构形式。在将承压模板10与金属板坯20平行间隔放置时，平面部b用于与金属板坯20接触，以使金属板坯20能够全面覆盖流道模型a，并且在金属板坯20与流道模型a之间形成一定距离的间隔，以为金属板坯20位于与流道模型a相对位的区域部分发生形变创造条件。

请参阅图5，另一个实施例中，承压模板20主要为一类似于现有冲压装置的凸模头结构，即：承压模板10具有平面部b和流道模型a两部分，而流道模型a则采用分布于平面部b内的凸起结构，流道模型a的具体尺寸、形状和走向等可根据预设计的流道进行选择设置，如采用诸如蛇形、螺旋形、F形、W形等形状的凹槽状结构形式。在将承压模板10与金属板坯20平行间隔放置时，流道模型a用于与金属板坯20接触，以使金属板坯20能够被支撑在承压模板10的上方侧，并且在金属板坯20与流道模型a之间形成一定距离的间隔，以为金属板坯20位于流道模型a外围的区域部分发生形变创造条件。

步骤102，使金属板坯20在电磁感应作用下高速压靠承压模板10，实现金属板坯20与承压模板10的接触贴模。

请参阅图3和图6，利用放电线圈30、电容器40、开关50、电源60以及关联的充放电管理电路等构件电磁脉冲发生装置；其中，电源60可采用220V交流电源，放电线圈30的一端通过电源60连接开关50，放电线圈30的另一端直接连接开关50，而电容器40则通过充放电管理电路与电源60并联。如此，可预先将放电线圈30放置在金属板坯20远离承压模板10的一侧，使放电线圈30正对金属板坯20，从而使放电线圈30与金属板坯20以一定的间隔距离进行上下平行分布。

在开关50闭合（或接通）前，利用电源60将电容器40充电至饱和，而后闭合（或接通）开关50，使得电容器40对放电线圈30瞬间放电，从而在放电线圈30中形成一变化的脉冲激励电流，并随后在放电线圈30的周围形成一强磁场，根据电磁感应原理，该强磁场会使放电线圈30靠近金属板坯20的表面侧产生涡流（即：方向相反的感应电流），从而形成另一个脉冲磁场，方向相反的两个电磁场则会产生电磁排斥力（即：电磁力），该相互排斥的磁场力（即：电磁力）则会驱使得金属板坯20的部分区域（即：与承压模板10存在间隔的区域）运动，实现与承压模板的全面压靠贴合，从而使得该部分发生高速变形。

具体地，在流道模型a为凸起结构的实施例下，由于金属板坯20与流道模型a相接触的部分不存在间隔或者间隔的距离不满足金属板坯20在电磁感应作用下发生形变的条件，使得金属板坯20位于流道模型a外围的区域在电磁力的推动下，会朝承压模板10的平面部b的方向进行高度运动，从而在金属板坯20的局部区域发生形变后，即可在金属板坯20上冲压出与流道模型a向对位的流道槽腔结构；基于相同的原理，在流道模型a为凹陷结构的实施例下，由于金属板坯20与平面部a相接触的部分不存在间隔或者间隔的距离不满足金属板坯在电磁感应作用下发生形变的条件，使得金属板坯20与流道模型a相对应的区域在电磁力的推动下，朝流道模型a的凹陷空间内高速运动，从而使金属板坯20的局部区域发生形变，并冲压出相应的流道槽腔结构。

需要指出的是：金属板坯20最好采用铜、铜合金、铝、铝合金和镁合金等高导电性材料；而承压模板10则最好采用导电性差、强度或硬度高的材料，如工具钢、冷冲模具钢等；以利用金属板坯20与承压模板10之间的材料性能差异，防止承压模板10对放电线圈30与金属板坯20之间形成的电磁场产生负面影响。

一个实施例中，为确保电磁力的效力，放电线圈30与金属板坯20之间的间距d最好控制在1±0.5mm范围内。

步骤103，将金属板坯20与承压模板10分离，完成金属板坯20的成型加工。

请参阅图5，在完成金属板坯20与承压模板10的接触贴模后，关闭开关50，将金属板坯20与承压模板10分离，即可获取具有流道槽腔结构的金属板坯20，通过诸如切料、打磨等工艺手段对金属板坯20进行后续处理后，即可使上层液冷板成型。

其一，相较于传统的模具冲压方法中所采用的冲压机及其凸模头和凹模头而言，承压模板10的制作成本更为低廉，且结构设计更为多样，当预设的流道结构发生变化时，仅需更换或配置相适应的承压模板10这一个部件即可，从而在液冷板的成型加工过程中，能够有效降低相关匹配模具的配置及使用成本。其二，采用电磁脉冲技术，不但可以提高液冷板的成型速度、成型质量，更适用于洁净化加工生产，而且因仅需对承压模板10进行匹配更换调整，也为提高加工效率创造了有利条件。

请参阅图3、图4和图5，一些实施例中，依据流道模型a在金属板坯10上所呈现的结构构造，可在流道模型a或者平面部b上开设有排气孔c；其中，在流道模型a采用凹陷结构的实施例下，排气孔c开设于流道模型a内；在流道模型a采用凸起结构的实施例下，排气孔c则开设于平面部b上。在金属板坯20与承压模板10因接触贴模而发生形变的过程中，两者之间所存在的空气往往会在压缩后产生阻力，从而阻碍两者接触贴模；因此，利用设置的排气孔c可保证金属板坯20与承压模板10之间的空气能够顺利排出，既可以保证接触贴模的顺利进行，也可为提高金属板坯20的成型精度创造有利条件。另外，为保证金属板坯20成型后的表面质量，排气孔c的孔径应尽量小，最好小于等于1mm。

请参阅图3、图4和图5，一个实施例中，排气孔c最好位于金属板坯20与承压模板10最后接触贴模的区域；由于电磁场分布的不均匀性，会导致金属板坯10无法均匀地承压模板10进行压靠接触；因此，两者之间的空气沿着接触贴模的区域先后顺序而流动，即从先接触贴模的区域流动至后接触贴模的区域，而利用设置在此区域的排气孔c不但可以将空气最终排出，而且可以最大限度地减少排气孔c的布置数量和缩减排气孔c的分布区域，为增强最终的上层液冷板的表面质量创造有利条件。以流道模型a为凹陷结构为例，排气孔c可设置在流道模型a的底面上并将凹陷空间与承压模板10远离金属板坯20一侧的空间进行连通。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。