Краткое введение в применение пластин жидкостного охлаждения в системе аккумуляторных батарей

Поскольку требование IP67 для легковых автомобилей становится необходимым, диапазон методов охлаждения, доступных для системы аккумуляторных батарей, значительно сужается. Среди более совершенных методов охлаждения воздушное охлаждение в основном исключено из применения аккумуляторных блоков легковых автомобилей в дополнение к методу использования других средств теплопередачи. Вкупе с демонстрационным эффектом Тесла водяное охлаждение больше не является предметом предварительных исследований и как можно скорее стало предметом коммерциализации.

Эта статья в основном касается точки в системе жидкостного охлаждения батареи, пластины жидкостного охлаждения, базовых знаний о первой половине пластины с жидкостным охлаждением, второй половине текущей типичной модели применения пластины с жидкостным охлаждением.

Пластина с жидкостным охлаждением, похоже, нет единого определения. Мы только определяем применение пластины с жидкостным охлаждением аккумуляторной батареи. Давайте на время определимся с этим: в системе аккумуляторных батарей батарея работает, чтобы генерировать избыточное тепло, и тепло проходит через батарею. Или модуль переносится в контакт с поверхностью алюминиевого устройства пластинчатого типа и, наконец, уносится охлаждающей жидкостью, проходящей через внутренний путь потока устройства. Это алюминиевое устройство пластинчатого типа представляет собой пластину для охлаждения жидкости.

Общие требования к панелям с жидкостным охлаждением

Мощность рассеивания тепла велика, и избыточное тепло, выделяемое во время рабочего процесса аккумуляторной батареи, может быть извлечено вовремя, чтобы избежать чрезмерного повышения температуры;

Высокая надежность, работа в условиях дорожного транспортного средства, вибрация, удары, переменная среда с высокими и низкими температурами, большинство продуктов являются суровыми условиями работы, а напряжение аккумуляторной батареи составляет сотни вольт, утечка охлаждающей жидкости является серьезной проблемой, даже если вы используете Охлаждающая жидкость с хорошими изоляционными характеристиками, но изоляционные характеристики будут снижены сразу после обнаружения внешних загрязнений. Поэтому очень важна надежность уплотнения холодной пластины;

Конструкция отвода тепла является точной, что позволяет избежать чрезмерной разницы температур в системе. Это связано с требованиями к характеристикам литиевой батареи. Производительность и старение батареи тесно связаны с рабочей температурой.

К весу холодильной плиты предъявляются строгие требования. Это происходит из-за стремления к плотности энергии в системе аккумуляторных батарей и системы охлаждения, которая серьезно снижает удельную энергию системы, что неприемлемо как для заказчиков, так и для разработчиков.

Система жидкостного охлаждения использует характеристики большого коэффициента теплопередачи потока жидкости и полагается на поток жидкости для передачи большого количества тепла. Это один из наиболее эффективных методов отвода тепла в настоящее время, он может рассеивать от сотен ватт до киловатт тепла. Стандартная пластина жидкостного охлаждения трубопровода производителя непосредственно соприкасается с нижней пластиной охлаждаемого оборудования путем размещения трубы для охлаждающей жидкости, что позволяет уменьшить количество поверхностей теплообмена между оборудованием и теплоносителем, тем самым поддерживая минимальное тепловое сопротивление. и повышение производительности.

Производитель разделяет типы пластин с жидкостным охлаждением в зависимости от типа пластин с жидкостным охлаждением. Основными из них являются: водяная пластина с вакуумной пайкой, холодная пластина FSW, открытая трубка, холодная пластина и несколько методов жидкостного охлаждения, таких как алюминиевая / медная пластина с длинным отверстием. Их соответствующие преимущества и недостатки можно найти в таблице ниже.

Типичные параметры:

Пример продукта жидкой холодильной плиты от производителя

Этот дом делится на три типа в зависимости от наиболее важных характеристик продукта.

Тип 1, подчеркивающий рассеивание тепла, использование ребристой конструкции на пути прохождения жидкости увеличивает площадь контакта с хладагентом, тем самым улучшая характеристики теплопередачи. Продукт имеет вакуумную пайку и доступен в индивидуальной конфигурации.

Тип 2 подчеркивает низкий перепад давления. В пластине с жидкостным охлаждением используется специально созданный канал микропотока для фрезерования с ЧПУ, чтобы сформировать канал для жидкости на нижней пластине. В условиях низкого перепада давления он отлично отводит тепло, что снижает стоимость системы циркуляции жидкости.

Тип 3 подчеркивает конструктивную форму, в которую встроена труба. Труба заделана в нижнюю пластину, образуя холодную пластину с высокими механическими свойствами. Жидкостная холодная пластина для увеличения поверхности использует более толстую и более плотно упакованную трубу для увеличения площади, тем самым увеличивая площадь поверхности, контактирующую с хладагентом, тем самым улучшая характеристики теплопередачи.

Пример изделия с холодной плитой типа В

Этот продукт легче по весу, но не выдерживает его веса.

Типичный процесс жидкой холодной плиты

Процесс производства жидких холодных пластин более сложен, чем обычный радиатор с воздушным охлаждением. Отвод тепла с жидкостным охлаждением предъявляет высокие требования к надежности процесса, поэтому производители с сильными техническими осадками могут оказать надежную техническую поддержку. Общая технология производства жидких холодных пластин включает следующие несколько приемов.

Процесс закопанной трубки

Процесс закапывания труб - наиболее широко используемый процесс производства пластин радиаторов с жидкостным охлаждением. Как правило, алюминиевая подложка заглублена в медную трубку, то есть алюминиевая подложка обрабатывается с помощью ЧПУ, а затем перфорированная медная трубка изгибается. Его прижимают к алюминиевой подложке, паяют, а затем перерабатывают в пластину с водяным охлаждением.

Пластина жидкостного охлаждения с заглубленной трубой обычно имеет три формы: первая представляет собой неглубокую закопанную пластину жидкостного охлаждения; другой - глубоко засыпанная жидкая холодная пластина; третий - процесс сварки труб; и четвертый - пластина для охлаждения жидкости с двусторонним зажимом. Три формы поделки мало чем отличаются, а сложность обработки одинакова. Некоторые из оригинальных принципов жидкостного охлаждения, разработанные для мощных коммутационных устройств, также могут быть использованы для справки в системах охлаждения аккумуляторных батарей.

Обработка мелкой трубы: подходит для односторонней установки. После того, как медная трубка сплющена и алюминиевая пластина одновременно отфрезерована, высокая теплопроводность медной трубки способствует отведению тепла. Использование легкого алюминия играет роль снижения веса и контроля затрат.

Процесс закапывания труб в глубину: наполнитель изготовлен из эпоксидной смолы с высокой теплопроводностью, импортируемой из США. Когда разница температур охлаждающего устройства невелика, его можно установить с обеих сторон, потому что толщина медной трубы не обрабатывается дважды, а защита наполнителя может обеспечить применение, безопасность, особенно подходит для холодных плит с хладагентом в качестве Средняя.

Процесс сварки труб: подходит для медной пластины + медной трубы, чтобы уменьшить толщину пластины и уменьшить вес.

Двусторонний процесс защемления: двустороннее монтажное устройство, простой процесс и низкая стоимость; алюминиевая пластина + алюминиевая трубка, медная трубка и трубка из нержавеющей стали.

Профиль + сварка

Радиаторы с жидкостным охлаждением, обработанные на основе профилей. Эти радиаторы имеют более форму и больше типов, таких как пластинчатый, канальный и комбинированный. Общий принцип производства основан на профилях. Обработка и сварка, профиль и стык трубы объединены в единый радиатор жидкостного охлаждения.

Путь потока холодной пластины непосредственно формируется в процессе экструзии, а затем цикл открывается методом механической обработки, а процесс сварки обычно выполняется сваркой трением, пайкой и т. Д., Процесс имеет высокую эффективность производства и низкую стоимость. ; и не подходит для чрезмерной плотности рассеивания тепла. Приложение не подходит для применений, где на поверхности слишком много отверстий для винтов, чтобы ограничить течение воды или снизить надежность. В основном используется в: радиаторе водяного охлаждения аккумуляторной батареи, водоотделителе и интегрированных радиаторах стандартного силового модуля.

Обработка + сварка

Пластина с водяным охлаждением работает в режиме добавления машины, и размер и путь внутреннего потока могут быть свободно спроектированы. Он подходит для устройств управления тепловым режимом с большой удельной мощностью, нестандартной схемой расположения источников тепла и ограниченным пространством. В основном используется в: преобразователях энергии ветра, фотоэлектрических инверторах. Конструкция продуктов рассеивания тепла в областях IGBT, IGBT, контроллеров двигателей, лазеров, источников питания для накопления энергии и суперкомпьютеров в меньшей степени используется в системах с аккумуляторными батареями.

Микроканальный радиатор также является радиатором, изготовленным путем объединения процессов обработки и сварки. Он сложнее в изготовлении, чем другие радиаторы. Микроканальные радиаторы обычно используются в машинах с большим теплоотводом и концентрированным теплоотводом. Путь канала обусловлен тем, что канал для воды шире и однороднее, и он может быстро отводить концентрированное тепло.

Однако процесс изготовления микроканала с жидкостным охлаждением радиатора также является относительно сложным, обычно с использованием механически обработанного микроканала, а затем с использованием процесса сварки трением для сварки, и стоимость изготовления также высока.

Литье под давлением + сварка

Процесс литья под давлением - очень зрелый и широко используемый метод формования. В связи с быстрым развитием транспортных средств на новой энергии, он стал первым выбором для массового производства контроллеров двигателей, поддонов для аккумуляторных батарей и теплоотводящих коробок, но при этом необходимо контролировать примеси при литье под давлением. Такие проблемы, как устьица, консервативное использование метода уплотнительного кольца или сварка трением, - все это необходимо для повышения надежности процесса, чтобы избежать утечки воды.

Литье под давлением и повторная сварка, хороший контроль процесса, стабильный процесс и возможность поставки партий. В дополнение к процессу сварки трением некоторые пластины с водяным охлаждением также пайки или вакуумной пайки.

Такой тип пластин с водяным охлаждением можно рассматривать вместе с литьем под давлением с аккумулятором. Пластина нижнего уровня AudiQ7PHEV с водяным охлаждением является таким применением. На Пекинском автосалоне два дня назад был замечен отлитый образец дисплея.

Типовая модель пластины с водяным охлаждением

В системе питания аккумуляторной батареи существует множество способов отвода тепла от поверхности батареи. Только в рамках действия его можно разделить на пластину с водяным охлаждением на уровне батареи, встроенную внутри модуля, и конструкцию с водяным охлаждением на уровне модуля вне модуля. доска. Ниже приводится ряд изображений из общедоступного номера "Power Battery Thermal Management Technology", иллюстрирующих применение панелей с водяным охлаждением в реальных случаях.

Пластина уровня модуля с водяным охлаждением

В целом пластина с водяным охлаждением воздействует на один или несколько аккумуляторных модулей. В качестве компонента всего аккумуляторного блока, вместо компонентов аккумуляторного модуля, мы помещаем его под головку пластины с водяным охлаждением на уровне модуля.

Аккумулятор AudiQ7PHEV

Аккумулятор Mercedes-Benz SmartGen3

Аккумулятор ChevroletBolt2017

ChevroletBolt2017 жидкая холодная плита физическая

Система жидкостного охлаждения BMW i3

Жидкая холодная пластина BMW i3 физическая

Аккумулятор и холодная пластина для BMWi8

Пластина уровня заряда батареи с водяным охлаждением

Пластина с водяным охлаждением или лист диэлектрического листа с хорошей теплопроводностью зажат между ячейками, чтобы сформировать часть модуля для лучшего рассеивания тепла. Этот тип материала помещается под головку водоохлаждаемой пластины внутри модуля.

Схема взрыва аккумуляторного модуля VolvoXC90T8

Структура модуля GMVolt

Конструкция охлаждения GMVolt

Модуль Tesla ModelS

Описание патента на пластину с водяным охлаждением цилиндрической батареи Тесла

Наблюдая за случаем применения, мы можем видеть, что квадратная система жидкостного охлаждения батареи в основном использует пластину водяного охлаждения на уровне модуля и обычно размещается в нижней части батарейного отсека; Мягкая аккумуляторная батарея с жидкостным охлаждением представляет собой встроенную небольшую пластину водяного охлаждения внутри модуля. В модуль также встроена алюминиевая пластина, а пластина с жидкостным охлаждением на уровне модуля расположена снаружи модуля; цилиндрическая батарея, змеевидная трубка во главе с Теслой - это основной радиатор жидкостного охлаждения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.