热管散热器由密封管、吸液芯和蒸汽通道组成。吸液芯环绕在密封管的管壁上，浸有能挥发的饱和液体。这种液体可以是蒸馏水，也可以是氨、甲醇或丙酮等。充有氨、甲醇、丙酮等液体的热管散热器在低温时仍具有很好的散热能力。热管散热器运行时，其蒸发段吸收热源(功率半导体器件等) 产生的热量，使其吸液芯管中的液体沸腾化成蒸汽。带有热量的蒸汽就从热管散热器的蒸发段向其冷却段移动，当蒸汽把热量传给冷却段后，蒸汽就冷凝成液体。冷凝的液体便通过管壁上吸液芯的毛细管作用返回到蒸发段，如此重复上述循环过程不断地散热。


      在加热热管的蒸发段，管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，该热量为工作液体的蒸发潜热，蒸汽从中心通道流向热管的冷凝段，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用下，液体回流到蒸发段。这样，就完成了一个闭合循环，从而将大量的热量从加热段传到散热段。当加热段在下，冷却段在上，热管呈竖直放置时，工作液体的回流靠重力足可满足，无须毛细结构的管芯，这种不具有多孔体管芯的热管被称为热虹吸管。


      热管的主要零部件为管壳、端盖（封头）、吸液芯、腰板（连接密封件）四部分。不同类型的热管对这些零部件有不同的要求。


      下面通过实例来检验热管散热能力：


      将6 节电池如图二所示依次布局。首先通过控制时间方式对电池进行较大电流下的充电，再用小电流充至饱和。搁置10 min，让其自然冷却至环境温度。然后分别用2236 mA、2982mA 及3728 mA 电流对其进行放电，并记录放电初始和终止时电池温度。为保持测试条件一致，每次放电完毕都搁置相同时间，以使电池温度冷却至常温后再进行下一轮充电。测量在不同放电电流情况下的电池温升随时间变化规律，如图所示。

      在采用风机强制冷却的电池模块中，电池布局如图四所示。将电池竖直固定于两端开口的电池模块中，并将风机安置于设有导流板的模块开口侧，其中电源接线、热电偶接线、充放电步骤均与自然对流空气冷却实验一致，记录电池在3728 mA 大电流放电过程的温度数据，如图五所示。

      将电池与热管进行联合封装后，为避免外界因素对测量过程温度的影响，将热管的蒸发段、绝热段装入预先制作的绝热模块，中间填充绝热材料，并将电源接线和热电偶从一端引出。对6 节电池用3728 mA 电流进行放电，测量电池放电过程的温度变化，将其与电池封装前（即自然放置和风机强制冷却）放电过程的温度变化规律做对比，得出3种冷却模式下电池温度随放电时间的变化曲线，如图六所示。


      从图可以清楚地看出热管冷却效果十分明显。放电开始不久，三者温度相差并不大，随着放电时间的推移，电池的温度越来越高，当温度临近丙酮沸点时，热管冷却曲线的上升相对缓慢，此时热管开始工作，带走了电池产生的大部分热量，放电时间为8 min 时，电池温度不超过43 ℃。图中显示风机冷却的散热效果虽然比自然冷却好，但电池温度也升至47 ℃以上，与热管冷却也有接近4℃的温差。图七所示为电池在热管冷却模式下，不同电流放电时的温升-时间关系。比较可知，采用热管冷却后，电池放电过程温升降低了许多。


      与自然对流冷却相比，温升降低10 ℃以上，而且处于同一模块中各单体电池间的温度波动不大，温差趋于平衡，有利于实现电池模块间的温度平衡，从而保证电池模块工作稳定。镍氢动力电池采用热管式冷却方式具有良好的冷却效果，电池温度有非常明显的下降，最多有接近10 ℃的温度下降，即使是3728 mA 大电流放电，持续放电8 min 后电池温度也不超过43 ℃。电池模块内部不同热边界条件下的6 节电池单体的温度均一，说明热管冷却方式具有拉平电池温度的能力。该冷却系统具有形式和布置灵活，系统紧凑，投资费用适中等特点，进一步完善后，可应用于混合动力车电池热管理系统中，对于新能源汽车的发展发挥促进作用。

      相信通过上文的介绍，大家对热管散热结构工作原理也有了进一步的了解。更多热管的相关资讯敬请登陆我司官网进行查看，欢迎您的来电咨询、到店洽谈。