CN108195878A - 一种接触热阻的测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种接触热阻的测试装置和方法。本发明的装置和方法，是利用两个具有液体流通管道的夹持件夹持被测件，并分别向两个夹持件通入一定温度一定流量的液体，从而通过被测件将其中一个夹持件中液体的热量传递到另一个夹持件中的液体中，进而通过采集两个夹持件中液体进液口和出液口处的温度和液体流量获得被测件的热阻。通过这种方式，分别测试两种被测件的热阻以及该两种被测件进行叠加后的热阻，并通过计算进而获得该两种被测件之间的接触热阻。本发明对操作人员和设备硬件要求低，准确度高，适合工业应用。通过设定不同压力、温度等条件，可直接测试得到不同工况下的测试结果，可以为传统仿真技术提供理论计算的准确参数。

Description

一种接触热阻的测试装置和方法

技术领域

本发明涉及材料测试领域，特别涉及一种接触热阻的测试装置和方法。

背景技术

电池的热管理，是电池大规模使用的核心技术，也是目前制约电池发展的瓶颈之一。良好的温度控制，不但关系到电池的性能和寿命，更关乎到电池的安全性，甚至威胁到使用者的生命财产安全。热阻是指，当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值。当热量流过两个相接触的固体的交界面时，界面本身对热流呈现出明显的热阻，称为接触热阻。

不同材料的热阻，则是制约电池换热效率的重要因素。除了材料固有的热阻之外，还有额外的传热阻力，即接触热阻。影响接触热阻的因素很多，两个物体相互接触时，不论表面如何光滑，总会有微观上的缺陷，这些缺陷，会导致两个物体在微观上的不接触。这些不接触的位置，可能是真空，可能是空气，也可能是被导热介质人为填满(如在材料间添加导热硅脂)，热量依靠这些不接触的缝隙内的气体的热传导和/或热辐射，或者导热硅脂等材料进行传递，而它们的传热能力远不及一般的固体材料。进而接触热阻往往会比材料本身的热阻高出很多。

现有技术研究，多是根据材料性能，建立数据库模型，进行仿真计算。具体的方法包括：有限元分析法，分子动力学分析法，蒙特卡洛随机点分析法等等。由于这种理论分析方法，误差较大，需要假设的参数也十分复杂。在某些稍复杂的工况时，仿真时建模复杂，对分析人员的要求和计算机硬件要求较高，因此，这些方法不适用于工程应用。

电动汽车中，动力电池是其唯一动力来源，在动力电池进行高功率输出时，将产生热量，当动力电池温度高于其正常工作温度时，动力电池会存在安全风险，而在温度低于动力电池正常工作温度时，动力电池便不能有效地进行动力输出，因此，需要一套动力电池温控系统来对动力电池的温度进行调解，使得动力电池工作于其安全工作温度区间内，保证动力电池的正常工作。在该动力电池温控系统中，需要对动力电池设置散热片，使得热量能够高效传递，同时，还需要在动力电池外安装用于热量交换的水室，水室与散热片相接触，进而通过水室中循环的冷却液进行动力电池的热量交换，使得动力电池的温度处于其工作温度范围内。

为实现动力电池温度的有效控制，需要水室与散热片之间的良好接触。这就需要在电动汽车研发的初期就必须结合整车设计结构而进行综合考虑。进而需要一种有效快速的适用于工程应用的手段获取水室与散热片之间的接触热阻，为整车设计中的动力电池温控系统提供原始数据的支持。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，以提供一种接触热阻的测试装置和方法，通过利于工业实现的手段获得材料间的接触热阻。

本发明提供了一种接触热阻的测试装置，包括：

第一夹持件，所述第一夹持件开设有第一进液口和第一出液口，并且所述第一夹持件中具有连通于所述第一进液口和第一出液口的第一管道，第一冷却液从所述第一进液口流入，并从所述第一出液口流出；

第二夹持件，所述第二夹持件开设有第二进液口和第二出液口，并且所述第二夹持件中具有连通于所述第二进液口和第二出液口的第二管道，第二冷却液从所述第二进液口流入，并从所述第二出液口流出；

被测件，所述被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

温度采集器组，所述温度采集器组分别安装于所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口，以采集所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度；

监测终端，所述监测终端连接于所述温度采集器组，以记录所述温度采集器组所采集的温度并计算出夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间的被测件的热阻。

进一步，所述接触热阻的测试装置，还包括：

施力装置，所述施力装置连接于所述第一夹持件和第二夹持件，以向所述第一夹持件和第二夹持件施加外力以将所述被测件牢固地夹持于第一夹持件和第二夹持件之间。

进一步，所述接触热阻的测试装置，还包括：

绝热件，所述绝热件设置于所述第一夹持件、第二夹持件和被测件的外围，以阻止所述第一夹持件、第二夹持件和被测件向四周的热辐射。

进一步，所述被测件包括：

单一的第一材料件；

单一的第二材料件；以及

第一材料件和第二材料件，所述第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

其中，所述第一材料件和第二材料件不同。

进一步，所述第一材料件为动力电池散热片材料；

所述第二材料件为包裹动力电池散热片的水室外壁材料。

进一步，所述接触热阻的测试装置，还包括：

冷却液循环系统，所述冷却液循环系统连接于所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口，以将第一冷却液从所述第一进液口流入第一管道并从所述第一出液口流出，将第二冷却液从所述第二进液口流入第二管道并从所述第二出液口流出；

冷却液温控系统，所述冷却液温控系统连接于所述冷却液循环系统和第一进液口之间，以及所述冷却液循环系统和第二进液口之间，以对流入第一管道的第一冷却液和流入第二管道的第二冷却液进行温度控制，以使得第一进液口处的第一冷却液和第二进液口处的第二冷却液的温度恒定。

本发明还提供了一种接触热阻的测试方法，采用如上任一项所述的接触热阻的测试装置，所述接触热阻的测试方法包括：

将第一材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间，以获得第一热阻值；

将第二材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间，以获得第二热阻值；

将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间以作为被测件，以获得第三热阻值；

将第三热阻值减去第一热阻值并减去第二热阻值作为所述第一材料件和第二材料件的接触热阻。

进一步，所述第一热阻值通过如下方法获得：

将第一材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第一热阻值。

进一步，所述第二热阻值通过如下方法获得：

将第二材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第二热阻值。

进一步，所述第三热阻值通过如下方法获得：

将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第三热阻值。

本发明的接触热阻的测试装置和接触热阻的测试方法，对操作人员和设备硬件要求低，准确度高，成本低，适合工业应用。同时，本发明实施例可以设定不同压力、温度等工艺条件，直接测试得到不同工况下的多个测试结果，进而可以为传统仿真技术提供理论计算的准确参数。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。

图1为本发明实施例的接触热阻的测试装置结构示意框图；

图2为本发明实施例的接触热阻的测试方法流程图；

图3为本发明实施例的接触热阻的测试方法中获得第一热阻值的步骤流程图；

图4为本发明实施例的接触热阻的测试方法中获得第二热阻值的步骤流程图；

图5为本发明实施例的接触热阻的测试方法中获得第三热阻值的步骤流程图。

标号说明

11、第一夹持件

111、第一进液口

112、第一出液口

113、第一管道

12、第二夹持件

121、第二进液口

122、第二出液口

123、第二管道

131、第一温度采集器

132、第二温度采集器

133、第三温度采集器

134、四温度采集器

14、监测终端

151、第一施力子装置

152、第二施力子装置

16、绝热件

171、第一冷却液循环子系统

172、第二冷却液循环子系统

181、第一冷却液温控子系统

182、第二冷却液温控子系统

2、被测件

具体实施方式

为了对发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”并不表示将本发明相关部分的数量限制为“仅此一个”，并且“一个”不表示排除本发明相关部分的数量“多于一个”的情形。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。

如图1所示，本发明实施例的接触热阻的测试装置，包括第一夹持件11、第二夹持件12、温度采集器组、监测终端14。

其中，所述第一夹持件11开设有第一进液口111和第一出液口112，并且所述第一夹持件11中具有连通于所述第一进液口111和第一出液口112的第一管道113，第一冷却液从所述第一进液口111流入，流经所述第一管道113后从所述第一出液口112流出。

所述第二夹持件12开设有第二进液口121和第二出液口122，并且所述第二夹持件12中具有连通于所述第二进液口121和第二出液口122的第二管道123，第二冷却液从所述第二进液口121流入，流经所述第二管道123后从所述第二出液口122流出。

所述温度采集器组分别安装于所述第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121和第二出液口122，以采集所述第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121和第二出液口122处的冷却液的温度。

其中，所述温度采集器组包括第一温度采集器131、第二温度采集器132、第三温度采集器133、四温度采集器134，所述第一温度采集器131安装于所述第一进液口111以采集第一进液口111处的第一冷却液的温度，所述第二温度采集器132安装于所述第一出液口112以采集第一出液口112处的第一冷却液的温度，所述第三温度采集器133安装于所述第二进液口121以采集第二进液口121处的第二冷却液的温度，所述第四温度采集器134安装于所述第二出液口122以采集第二出液口122处的第二冷却液的温度。

所述监测终端14连接于所述温度采集器组，以记录所述温度采集器组所采集的温度并计算出夹持于所述第一夹持件11和第二夹持件12之间的被测件2的热阻。具体地，所述监测终端14连接于第一温度采集器131、第二温度采集器132、第三温度采集器133、四温度采集器134，以记录第一进液口111处的第一冷却液的温度、第一出液口112处的第一冷却液的温度、第二进液口121处的第二冷却液的温度、以及第二出液口122处的第二冷却液的温度，并根据所记录的各处的温度计算出所述被测件2的热阻。

继续参见图1所示，本发明实施例中，所述接触热阻的测试装置，还包括施力装置，所述施力装置连接于所述第一夹持件11和第二夹持件12，以向所述第一夹持件11和第二夹持件12施加外力以将所述被测件2牢固地夹持于第一夹持件11和第二夹持件12之间。

具体地，所述施力装置由第一施力子装置151和第二施力子装置152，其中第一施力子装置151连接于所述第一夹持件11远离被测件2的一侧，第二施力子装置152连接于所述第二夹持件12远离被测件2的一侧，进而所述第一施力子装置151和第二施力子装置152向所述第一夹持件11和第二夹持件12施加彼此靠近的力，进而将被测件2牢固地夹持于第一夹持件11和第二夹持件12之间。

继续参见图1所示，本发明实施例中，所述接触热阻的测试装置，还包括绝热件16，所述绝热件16设置于所述第一夹持件11、第二夹持件12和被测件2的外围，以阻止所述第一夹持件11、第二夹持件12和被测件2向四周的热辐射。

本发明实施例中，所述被测件2可以为：单一的第一材料件；单一的第二材料件；以及第一材料件和第二材料件，所述第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间，即由第一材料件和第二材料件共同构成的叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间的材料件；其中，所述第一材料件和第二材料件不同。

具体地，本发明实施例为了测量电动汽车动力电池散热片和水室之间的接触热阻，所述第一材料件例如动力电池散热片材料、所述第二材料件例如为包裹动力电池散热片的水室外壁材料。

继续参见图1所示，本发明实施例中，所述接触热阻的测试装置，还包括冷却液循环系统和冷却液温控系统。其中，所述冷却液循环系统连接于所述第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121和第二出液口122，以将第一冷却液从所述第一进液口111流入第一管道113并从所述第一出液口112流出，将第二冷却液从所述第二进液口121流入第二管道123并从所述第二出液口122流出。所述冷却液温控系统连接于所述冷却液循环系统和第一进液口111之间，以及所述冷却液循环系统和第二进液口121之间，以对流入第一管道113的第一冷却液和流入第二管道123的第二冷却液进行温度控制，以使得第一进液口111处的第一冷却液和第二进液口处121的第二冷却液的温度恒定。

具体地，所述冷却液循环系统包括第一冷却液循环子系统171和第二冷却液循环子系统172。所述第一冷却液循环子系统171连接于所述第一进液口111和第一出液口112，以将第一冷却液从所述第一进液口111流入第一管道113并从所述第一出液口112流出。所述第二冷却液循环子系统172连接于所述第二进液口121和第二出液口122，以将第二冷却液从所述第二进液口121流入第二管道123并从所述第二出液口122流出。

所述冷却液温控系统包括第一冷却液温控子系统181和第二冷却液温控子系统182。所述第一冷却液温控子系统181连接于所述第一冷却液循环子系统171和第一进液口111之间，以对流入第一管道113的第一冷却液进行温度控制，以使得第一进液口111处的第一冷却液的温度恒定。所述第二冷却液温控子系统182连接于所述第二冷却液循环子系统172和第二进液口121之间，以对流入第二管道123的第二冷却液进行温度控制，以使得第二进液口处121的第二冷却液的温度恒定。

关于冷却液温控系统，可以只安装第一冷却液温控子系统181而不安装第二冷却液温控子系统182，使得流入第二进液口121之前的第二冷却液的温度为环境温度(或室温)。

基于上述接触热阻的测试装置，本发明实施例还提供了一种接触热阻的测试方法，该方法采用如上所述的接触热阻的测试装置，如图2所示，所述接触热阻的测试方法包括：

步骤1、将第一材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间，以获得第一热阻值；

步骤2、将第二材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间，以获得第二热阻值；

步骤3、将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间以作为被测件，以获得第三热阻值；

步骤4、将第三热阻值减去第一热阻值并减去第二热阻值作为所述第一材料件和第二材料件的接触热阻。

步骤4中，即通过如下公式获得第一材料件和第二材料件的接触热阻：

第一材料件和第二材料件的接触热阻＝第三热阻值-第一热阻值-第二热阻值

本发明实施例中，采用如下公式进行热阻值的计算。

P＝P_h+P_c

其中：

P_h为第一进液口、第一出液口的热源功率；

P_c为第二进液口、第二出液口的热源功率；

th1为第一进液口温度；

th2为第一出液口温度；

tc1为第二进液口温度；

tc2为第二出液口温度；

C_h为第一进液口内流体比热容，即第一冷却液的比热容；

Q_h为第一进液口流体流量；

C_c为第二进液口内流体比热容，即第二冷却液的比热容；

Q_c为第二进液口流体流量；

T_h为第一进液口侧样品温度；

T_c为第二进液口侧样品温度；

P为总热源功率；

R为样品热阻值。

如图3所示，在步骤1中，通过如下方法获得所述第一热阻值：

步骤11、将第一材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

步骤12、通入第一冷却液和第二冷却液；

步骤13、待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

步骤14、根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第一热阻值。

如图4所示，在步骤2中，通过如下方法获得所述第二热阻值：

步骤21、将第二材料件作为被测件夹持于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

步骤22、通入第一冷却液和第二冷却液；

步骤23、待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

步骤24根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第二热阻值。

如图5所示，在步骤3中，通过如下方法获得所述第三热阻值：

步骤31、将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件和第二夹持件之间；

步骤32、通入第一冷却液和第二冷却液；

步骤33、待所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口、第一出液口、第二进液口和第二出液口处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

步骤34、根据所述第一进液口处的冷却液温度、第一出液口处的冷却液温度、第二进液口处的冷却液温度和第二出液口处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第三热阻值。

参照本发明的上述实施例，在实际执行中，主要可通过执行以下步骤实现接触热阻的获得。

第一步，依照图1所示组装设备，至安装金属A(即第一材料件)后。设定某流量、某温度下第一冷却液从第一进液口111流入，第一出液口112流出，设定某流量、某温度下第二冷却液从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量，记录第一进液口111侧的金属A的温度，记录第二进液口121侧的金属A的温度。之后采用上述公式便可获得金属A的热阻值Ra。为了计算方便，本发明实施例中，第一冷却液和第二冷却液采用同一种介质冷却液，例如水，当采用水为第一冷却液和第二冷却液时，其比热容为4.2J/(ml·K)。

第二步，依照图1所示组装设备，至安装金属B后。设定某流量、某温度(与第一步中第一冷却液的流量、温度相同)下第一冷却液从第一进液口111流入，第一出液口112流出，设定某流量、某温度(与第一步中第二冷却液的流量、温度相同)下第二冷却液从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量，记录第一进液口111侧的金属B的温度，记录第二进液口121侧的金属B的温度。之后采用上述公式便可获得金属B的热阻值Rb。

第三步，依照图1所示组装设备，至安装金属A和金属B(金属A和金属B叠放于第一夹持件11和第二夹持件之间12)，调节第一夹持件11和第二夹持件之间12的压力后。设定某流量、某温度(与第一步中第一冷却液的流量、温度相同)下第一冷却液从第一进液口111流入，第一出液口112流出，设定某流量、某温度(与第一步中第二冷却液的流量、温度相同)下第二冷却液从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量，记录第一进液口111侧的金属A和金属B样品的温度，记录第二进液口121侧的金属A和金属B样品的温度。之后采用上述公式便可获得金属B或金属A的热阻值Rab。

此时在此压力(即此时第一夹持件11和第二夹持件之间12的压力)和温度(即此时第二进液口121的温度和此时第二进液口121的温度)下，金属A和金属B的接触热阻＝Rab-Ra-Rb。若金属A为动力电池散热片材料，金属B为水室外壁材料，则此时在此压力和温度下，动力电池散热片和水室外壁的接触热阻为：

R_接触＝Rab-Ra-Rb

其中，R_接触为金属A和金属B的接触热阻。

进一步地，通过设置多个温度和压力测试点，进而可获得动力电池散热片和水室外壁的接触热阻随温度和压力变化的关系曲线，从而为电动汽车动力电池散热设计提供原始数据依据。

实施例1

第一步，依照图1组装设备，至安装铝片(动力电池散热片材料)，即金属A后。设定流量为2ml/s温度为25℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为2ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为25℃，18℃，15℃，16℃，2ml/s，2ml/s，记录第一进液口111侧的铝片的温度为18.02℃，记录第二进液口121侧的铝片的温度为17.92℃，而水的比热容为4.2J/(ml·K)，进而通过上述公式可以计算得到铝片即金属A的热阻为Ra＝0.001984K/W。

第二步，依照图1组装设备，至安装铜片(水室外壁材料)，即金属B后。设定流量为2ml/s温度为25℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为2ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为25℃，18℃，15℃，17℃，2ml/s，2ml/s，记录第一进液口111侧的铜片的温度为18.03℃，记录第二进液口121侧的铜片的温度为17.98℃，进而通过上述公式可以计算得到铜片即金属B的热阻为Rb＝0.00119K/W。

第三步，依照图1组装设备，至安装铝片和铜片，调节第一夹持件11和第二夹持件之间12的压力后。设定流量为2ml/s温度为25℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为2ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为25℃，16℃，15℃，15.5℃，2ml/s，2ml/s，记录第一进液口111侧的铝片和铜片样品的温度为17.99℃，记录第二进液口121侧的铝片和铜片样品的温度为17.12℃，进而通过上述公式可以计算得到铝片和铜片的总热阻为Rab＝0.012185K/W。

此时在此压力和温度下，铝片和铜片的接触热阻即为

Rab-Ra-Rb＝0.012185-0.001984-0.00119＝0.00901K/W。

实施例2

第一步，依照图1组装设备，至安装铁片(动力电池散热片材料)后，即金属A后。设定流量为1ml/s温度为35℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为1ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为35℃，23℃，15℃，16℃，1ml/s，1ml/s，记录第一进液口111侧的铁片的温度为29.71℃，记录第二进液口121侧的铁片的温度为29.59℃，进而通过上述公式可以计算得到铁片即金属A的热阻为Ra＝0.002597K/W。

第二步，依照图1组装设备，至安装不锈钢片(水室外壁材料)后，即金属B后。设定流量为1ml/s温度为35℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为1ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。待温度不再继续变化后，记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为35℃，23℃，15℃，17℃，1ml/s，1ml/s，记录第一进液口111侧的不锈钢片的温度为29.77℃，记录第二进液口121侧的不锈钢片的温度为29.71℃，进而通过上述公式可以计算得到不锈钢片即金属B的热阻为Ra＝0.001429K/W。

第三步，依照图1组装设备，至安装铁片和不锈钢片，调节第一夹持件11和第二夹持件之间12的压力后。设定流量为1ml/s温度为35℃的水从第一进液口111流入，第一出液口112流出，流量为1ml/s的水从第二进液口121流入，第二出液口122流出。此时记录第一进液口111、第一出液口112、第二进液口121、第二出液口122四个口的温度以及第一进液口111和第二进液口121的流量分别为35℃，16℃，15℃，15.5℃，1ml/s，1ml/s，记录第一进液口111侧的铁片和不锈钢片样品的温度为29.7℃，记录第二进液口121侧的铁片和不锈钢片样品的温度为29.37℃，进而通过上述公式可以计算得到铁片和不锈钢片的总热阻为Rab＝0.004247K/W。

此时在此压力和温度下，铁片和不锈钢片的接触热阻即为

Rab-Ra-Rb＝0.004247-0.002597-0.001429＝0.000221K/W。

需要说明的是，本发明的接触热阻的测试装置中，不难看出，在第一夹持件11和被测件2以及第二夹持件12和被测件2之间同样存在接触热阻，而本发明的方法中，没有考虑此部分的接触热阻，主要是考虑到本发明是通过分别测量两种材料的热阻后，在讲两种材料进行重叠进行总的热阻的测量，在先后的测量和计算中，夹持件和被测件之间的接触热阻能够通过计算进行绝大部分的抵消，因此，为了简化计算，便不再考虑第一夹持件11和被测件2以及第二夹持件12和被测件2之间的接触热阻，当然，如果需要进行精确的测量，则可以在第一夹持件11与被测件2相接触的表面、以及在第二夹持件12与被测件2相接触的表面涂覆例如导热硅胶一类的导热介质，增强在该界面处的热导率以降低该处对热传递的影响。

本发明的接触热阻的测试装置和接触热阻的测试方法，对操作人员和设备硬件要求低，准确度高，成本低，适合工业应用。同时，本发明实施例可以设定不同压力、温度等工艺条件，直接测试得到不同工况下的多个测试结果，进而可以为传统仿真技术提供理论计算的准确参数。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，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。

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，而并非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案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种接触热阻的测试装置，其特征在于，包括：

第一夹持件(11)，所述第一夹持件(11)开设有第一进液口(111)和第一出液口(112)，并且所述第一夹持件(11)中具有连通于所述第一进液口(111)和第一出液口(112)的第一管道(113)，第一冷却液从所述第一进液口(111)流入，并从所述第一出液口(112)流出；

第二夹持件(12)，所述第二夹持件(12)开设有第二进液口(121)和第二出液口(122)，并且所述第二夹持件(12)中具有连通于所述第二进液口(121)和第二出液口(122)的第二管道(123)，第二冷却液从所述第二进液口(121)流入，并从所述第二出液口(122)流出；

温度采集器组，所述温度采集器组分别安装于所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)，以采集所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液的温度；

监测终端(14)，所述监测终端(14)连接于所述温度采集器组，以记录所述温度采集器组所采集的温度并计算出夹持于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间的被测件(2)的热阻。

2.根据权利要求1所述的接触热阻的测试装置，其特征在于，还包括：

施力装置，所述施力装置连接于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)，以向所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)施加外力以将所述被测件(2)牢固地夹持于第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间。

3.根据权利要求1所述的接触热阻的测试装置，其特征在于，还包括：

绝热件(16)，所述绝热件(16)设置于所述第一夹持件(11)、第二夹持件(12)和被测件(2)的外围，以阻止所述第一夹持件(11)、第二夹持件(12)和被测件(2)向四周的热辐射。

4.根据权利要求1所述的接触热阻的测试装置，其特征在于，所述被测件(2)包括：

单一的第一材料件；

单一的第二材料件；以及

第一材料件和第二材料件，所述第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间；

其中，所述第一材料件和第二材料件不同。

5.根据权利要求4所述的接触热阻的测试装置，其特征在于：

所述第一材料件为动力电池散热片材料；

所述第二材料件为包裹动力电池散热片的水室外壁材料。

6.根据权利要求1所述的接触热阻的测试装置，其特征在于，还包括：

冷却液循环系统，所述冷却液循环系统连接于所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)，以将第一冷却液从所述第一进液口(111)流入第一管道(113)并从所述第一出液口(112)流出，将第二冷却液从所述第二进液口(121)流入第二管道(123)并从所述第二出液口(122)流出；

冷却液温控系统，所述冷却液温控系统连接于所述冷却液循环系统和第一进液口(111)之间，以及所述冷却液循环系统和第二进液口(121)之间，以对流入第一管道(113)的第一冷却液和流入第二管道(123)的第二冷却液进行温度控制，以使得第一进液口(111)处的第一冷却液和第二进液口(121)处的第二冷却液的温度恒定。

7.一种接触热阻的测试方法，采用如权利要求1至6任一项所述的接触热阻的测试装置，所述接触热阻的测试方法包括：

将第一材料件作为被测件(2)夹持于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间，以获得第一热阻值；

将第二材料件作为被测件(2)夹持于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间，以获得第二热阻值；

将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间以作为被测件(2)，以获得第三热阻值；

将第三热阻值减去第一热阻值并减去第二热阻值作为所述第一材料件和第二材料件的接触热阻。

8.根据权利要求7所述的接触热阻的测试方法，其特征在于，所述第一热阻值通过如下方法获得：

将第一材料件作为被测件(2)夹持于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口(111)处的冷却液温度、第一出液口(112)处的冷却液温度、第二进液口(121)处的冷却液温度和第二出液口(122)处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第一热阻值。

9.根据权利要求7所述的接触热阻的测试方法，其特征在于，所述第二热阻值通过如下方法获得：

将第二材料件作为被测件(2)夹持于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口(111)处的冷却液温度、第一出液口(112)处的冷却液温度、第二进液口(121)处的冷却液温度和第二出液口(122)处的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第二热阻值。

10.根据权利要求7所述的接触热阻的测试方法，其特征在于，所述第三热阻值通过如下方法获得：

将第一材料件和第二材料件叠放于所述第一夹持件(11)和第二夹持件(12)之间；

通入第一冷却液和第二冷却液；

待所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液的温度不再变化时，记录所述第一进液口(111)、第一出液口(112)、第二进液口(121)和第二出液口(122)处的冷却液温度，记录第一冷却液的流量和第二冷却液的流量；

根据所述第一进液口(111)处的冷却液温度、第一出液口(112)处的冷却液温度、第二进液口(121)处的冷却液温度和第二出液口(122)的冷却液温度、第一冷却液的流量和第二冷却液的流量，计算出所述第三热阻值。