Πλάκα ψύξης υγρού πακέτου μπαταριών

Η πλάκα ψύξης υγρών πακέτου μπαταριών είναι ένα βασικό συστατικό για τη θερμική διαχείριση μπαταριών σε νέα ενεργειακά οχήματα, συστήματα αποθήκευσης ενέργειας και άλλες βιομηχανίες. Επιτεθεί αποτελεσματική εξίσωση θερμοκρασίας του πακέτου μπαταριών μέσω ενός μεταλλικού υπόστρώματος υψηλής θερμικής αγωγιμότητας και δομής καναλιών ροής μικροκανάλων. Οι βασικές τεχνολογίες της περιλαμβάνουν το διπλό σχεδιασμό ψύξης (περιοχή επαφής ≥ 80%), τη βελτιστοποίηση της αντίστασης ροής μικροκανάλων (πτώση πίεσης ≤ 50kPa), σύνθετο υλικό αλλαγής φάσης (θερμική ικανότητα αυξημένη κατά 30%), κλπ., προσαρμοσμένο στις ανάγκες διάσπαρσης θερμότητας μπαταριών υψηλής ενεργειακής πυκνότητας (όπως NCM811, LFP) σε σενάρια γρήγορης φόρτισης (≥ 3C) και εκφόρτισης υψηλής ισχύος (≥ 200kW), εξασφαλίζοντας ότι η διαφορά θερμοκρασίας του πακέτου μπα

2. βασικά χαρακτηριστικά

1. Αποτελεσματική αγωγή θερμότητας και έλεγχος θερμοκρασίας

Θερμική αγωγιμότητα:

Δεδομένα: Το υπόστρωμα είναι κατασκευασμένο από κράμα αλουμινίου 6061-T6 (θερμική αγωγιμότητα 167 W / m · K) ή σύνθετη δομή αλουμινίου χαλκού (πάχος στρώματος χαλκού 1,5 mm, θερμική αγωγιμότητα 398 W / m · K), η οποία είναι 74% -315% υψηλότερη από την παραδοσιακή χύτευση αλουμινίου (96 W / m · K).

Η πλάκα ψύξης υγρού Ningde Era CTP 3.0 υιοθετεί σύνθετο υπόστρωμα αλουμινίου χαλκού και η θερμική αντίσταση επαφής μειώνεται σε 0,005 ℃ · σε ² / W, η οποία ταιριάζει με το νανο θερμικό αγωγικό gel (θερμική αντίσταση 0,003 ℃ · σε ² / W) για να επιτευχθεί η θερμική αντίσταση μεταξύ της μονάδας μπαταριών και της πλάκας ψύξης υγρού ≤ 0,01 ℃ · σε ² / W.

Απόδοση ομοιομορφίας θερμοκρασίας:

Δεδομένα: Χρησιμοποιώντας διπλά κανάλια εισόδου και διπλά κανάλια εξόδου (πλάτος καναλιών 0.8-1.2mm, βάθος 1.5-2mm) και κυματισμένους αποσπαστές (ύψος κύματος 3mm, απόσταση κύματος 5mm), η διαφορά θερμοκρασίας του πακέτου μπαταριών ελέγχεται εντός ± 2 ℃ (στο ρυθμό απαλλαγής 2C), το οποίο είναι 60% χαμηλότερο από το σχέδιο καναλιών εισόδου και εξόδου.

Δοκιμή: Όταν το ψυκτικό υγρό 3M (FC-72, ειδική θερμική ικανότητα 1,2 kJ / kg · K) κυκλοφορεί με ρυθμό ροής 1,5m / s, ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας μεταφοράς φθάνει τα 8000-12000 W / m ² · K και η υψηλότερη θερμοκρασία επιφάνειας της μπαταρίας μειώνεται κατά 25 ℃ σε σύγκριση με τη φυσική ψύξη.

2. Ελαφριά και δομική αντοχή

Βελτιστοποίηση πυκνότητας:

Δεδομένα: Η πυκνότητα της υγρής ψυκτής πλάκας κράματος αλουμινίου είναι 2,7g/cm ³, η οποία είναι 69,7% ελαφρύτερη από αυτή της υγρής ψυκτής πλάκας χαλκού (8,9g/cm ³). Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την υγρή ψυκτή πλάκα Tesla Model 3, το βάρος ενός μεμονωμένου κομματιού έχει μειωθεί από 8,5 kg στο διάλυμα χαλκού σε 2,6 kg, με αποτέλεσμα μείωση βάρους άνω των 50 kg και αύξηση 3-5% του εύρους.

Σύνθετο υλικό: Χρησιμοποιώντας υπόστρωμα πολυμερών ενισχυμένων με ίνες άνθρακα (CFRP) (θερμική αγωγιμότητα 5 W / m · K, πυκνότητα 1,5g / cm³) και σύνθετο κανάλι ροής μετάλλων, το βάρος μειώνεται περαιτέρω κατά 40%, κατάλληλο για εξαιρετικά ελαφρά σενάρια όπως πακέτα μπαταριών drone.

Μηχανικές ιδιότητες:

Δεδομένα: Δύναμη απόδοσης ≥ 240MPa (κατάσταση T6), αντίσταση κρούσης (Charpy V-notch) ≥ 25J/cm ², περνώντας κρύες και ζεστές δοκιμές κρούσης (1000 κύκλοι) από -40 ℃ σε 120 ℃ χωρίς ρωγμές, κατάλληλες για σκληρές συνθήκες εργασίας της επιτάχυνσης δονήσεων πακέτου μπαταριών 15g (συνεχής για 10 ώρες).

Σφράγιση: Το κανάλι ροής συγκόλλησης λέιζερ χρησιμοποιείται (αντοχή συγκόλλησης ≥ 80% της αντοχής του υπόστρώματος), ο ανιχνευτής διαρροής φάσματομέτρου μάζας ελίου ανιχνεύει το ποσοστό διαρροής ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa·m³/s, μειώνοντας τον κίνδυνο διαρροής ψυκτικού υγρού κατά 99%.

3. Αντοχή στη διάβρωση και αξιοπιστία

Επεξεργασία επιφάνειας:

Δεδομένα: Η επιφάνεια του υποστρώματος είναι επικαλυμμένη με επίστρωση φωσφόρου νικελίου (πάχος 5-10 μm) ή νανοκεραμική επίστρωση (σκληρότητα HV 800-1000), και η δοκιμή ψεκασμού αλατιού (ASTM B117) δεν δείχνει διάβρωση μετά από 2000 ώρες, η οποία είναι 6,7 φορές πιο ανθεκτική στη διάβρωση από την συνηθισμένη ζωγραφική (300 ώρες).

Υπόθεση: Η πλάκα ψύξης υγρών BYD Han EV υιοθετεί επίστρωση φωσφόρου νικελίου και επεξεργασία σφραγίδασης οργανικού πυριτίου, η οποία είναι κατάλληλη για ακραία περιβάλλοντα όπως η υψηλή υγρασία στο Χαϊνάν και η αλμυρή αλκαλική γη στο βορρά. Το κόστος συντήρησης μειώνεται κατά 70% κατά τη διάρκεια της ζωής 10 ετών.

Αντοχή στον πάγο:

Δεδομένα: Ο σχεδιασμός καναλιών ροής αποθηκεύει χώρο επέκτασης 5%, σε συνδυασμό με το ψυκτικό υγρό που βασίζεται στην αιθυλενογλυκόλη (σημείο παγώσεως -40 ℃), και έχει περάσει τις δοκιμές κυκλισμού θερμοκρασίας (500 κύκλοι) από -50 ℃ σε 120 ℃ χωρίς παραμόρφωση. Σε σύγκριση με τα συστήματα ψύξης με καθαρό νερό, η αντοχή στον πάγο αυξάνεται κατά 20 φορές.

Σχεδιασμός αντι-απόφραξης: Μια οθόνη φίλτρου από ανοξείδωτο χάλυβα 200 πλέγματος είναι εγκατεστημένη στην είσοδο του καναλιού ροής, σε συνδυασμό με μια συσκευή διήθησης σε απευθείας σύνδεση υγρού ψύξης (ακρίβεια διήθησης 10 μ m), με ποσοστό αφαίρεσης ακαθαρσίας ≥ 99%, για να αποφευχθεί η απόφρ

4. Οικονομική αποδοτικότητα και ικανότητα μαζικής παραγωγής

Κόστος κατασκευής:

Δεδομένα: Το κόστος μιας ενιαίας υγρής ψυκτής πλάκας κράματος αλουμινίου είναι 15-25 δολάρια (μέγεθος παρτίδας πάνω από 100000 κομμάτια), το οποίο είναι 60% χαμηλότερο από το διάλυμα χαλκού και 40% χαμηλότερο από τη διαδικασία σφραγίσματος + συγκόλλησης. Ο κύκλος ανάπτυξης του καλούπιου είναι 20-30 ημέρες, με παραγωγική ικανότητα 5000 τεμάχια την ημέρα (8 ώρες), κατάλληλη για παραγωγή μεγάλης κλίμακας.

Σύγκριση διαδικασίας: Η συγκόλληση με τριβή (FSW) αντικαθιστά την παραδοσιακή συγκόλληση, αυξάνοντας την απόδοση συγκόλλησης κατά τρεις φορές, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας κατά 50% και αυξάνοντας την αντοχή συγκόλλησης κατά 40%. Είναι κατάλληλο για πολύπλοκες δομές καναλιών.

Ευελιξία προσαρμογής:

Δεδομένα: Υποστηρίζει προσαρμοσμένο σχεδιασμό με πλάτος καναλιών 0,5-2mm και βάθος 1-3mm, με συντελεστή πολυπλοκότητας ≤ 8 (περιφέρεια ²/περιοχή). Μπορεί να επιτύχει κανάλι κλίσης (πλάτος εισόδου 1.2mm → εξόδου 0.8mm), τρισδιάστατο καμπύλο κανάλι και άλλες ακανόνιστες δομές, προσαρμόζοντας στις διαφορετικές διατάξεις ενότητας μπαταριών.

3, Τυπικά σενάρια εφαρμογής και λύσεις

1. Νέα μπαταρία ισχύος οχημάτων ενέργειας

Καθαρό ηλεκτρικό όχημα (BEV):

Δομή: Διπλό στρώμα πλάκα ψύξης υγρών μικροκανάλων (απόσταση καναλιών 1,5 mm, βάθος 2 mm), ενσωματωμένο με τρύπες εγκατάστασης βαλβίδων ανθεκτικών στην έκρηξη, υποδοχές σταθεροποίησης μονάδας μπαταριών και στρώμα μόνωσης (πάχος 0,1 mm).

Απόδοση: Κατάλληλο για πλατφόρμα υψηλής τάσης 800V, με διαφορά θερμοκρασίας πακέτου μπαταριών ≤ 3 ℃ και θερμική αντίσταση 0,02 ℃ / W κατά τη διάρκεια γρήγορης φόρτισης (≥ 3C), ικανοποιώντας την απαίτηση διάρκεια ζωής 10 ετών / 1,2 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Υβριδικό ηλεκτρικό όχημα (HEV):

Δομή: Χαλκός αλουμίνιο σύνθετο υγρό ψυκτό πλάκο (στρώμα χαλκού 1mm + στρώμα αλουμινίου 5mm), επιφάνεια νικελωμένη ηλεκτρομαγνητική ασπίδα, ενσωματωμένο υλικό αλλαγής φάσης (PCM) απορροφητικό στρώμα θερμότητας (σημείο τήξης 45 ℃).

Υπόθεση: Υγρό ψυκτό πλάκο πακέτου μπαταριών Toyota Prius, θερμοκρασία διασταύρωσης IGBT ≤ 120 ℃ στην κορυφαία ισχύς 150kW, μειωμένη κατά 20 ℃ σε σύγκριση με το καθαρό διάλυμα αλουμινίου και θερμικός κίνδυνος διαρροής μειωμένος κατά 80%.