Batterijpakket vloeibare koelplaat

De Battery Pack Liquid Cooling Plate is een kerncomponent voor het thermisch beheer van batterijen in nieuwe energievoertuigen, energieopslagsystemen en andere industrieën. Het bereikt efficiënte temperatuuruitgelijking van het batterijpakket door middel van een hoog thermische geleidbaarheid metaalsubstraat en microkanaalstroomkanaalstructuur. De kerntechnologieën omvatten dubbelzijdig koelontwerp (contactgebied ≥ 80%), optimalisatie van de stroomverstendigheid van microkanalen (drukdaling ≤ 50kPa), composiet van faseveranderingsmateriaal (warmtecapaciteit verhoogd met 30%), enz., aangepast aan de warmteafvoerbehoeften van batterijen met hoge energiedichtheid (zoals NCM811, LFP) in snellaadscenario's (≥ 3C) en ontladingsscenario's met hoog vermogen (≥ 200kW), waardoor het temperatuurverschil van het batterijpakket ≤ 5 ℃ is en de levensduur met 20% wordt verlengd.

2. kernkenmerken

1. Efficiënte warmteleiding en temperatuurcontrole

Thermische geleidbaarheid:

Gegevens: Het substraat is gemaakt van 6061-T6 aluminiumlegering (thermische geleidbaarheid 167 W / m · K) of koper aluminium samengestelde structuur (koper laagdikte 1,5 mm, thermische geleidbaarheid 398 W / m · K), die 74% -315% hoger is dan traditionele giet aluminium (96 W / m · K).

Case: Ningde Era CTP 3.0 vloeibare koelplaat keurt koper aluminium samengesteld substraat goed, en de contactthermische weerstand wordt gereduceerd tot 0,005 ℃ · in ² / W, die wordt gecombineerd met nano thermische geleidende gel (thermische weerstand 0,003 ℃ · in ² / W) om de thermische weerstand tussen de batterijmodule en de vloeibare koelplaat ≤ 0,01 ℃ · in ² / W te bereiken.

Temperatuur uniformiteit prestaties:

Gegevens: Door het gebruik van dubbele ingang en dubbele uitgangskanalen (kanaalbreedte 0,8-1,2mm, diepte 1,5-2mm) en golfige afwijkers (golfhoogte 3mm, golfafstand 5mm), wordt het temperatuurverschil van het batterijpakket gecontroleerd binnen ± 2 ℃ (bij 2C-ontladingssnelheid), wat 60% lager is dan het enkele ingangs- en enkele uitgangskanaalschema.

Test: Wanneer 3M koelvloeistof (FC-72, specifieke hittecapaciteit 1,2 kJ / kg · K) wordt gecirculeerd met een stroomstroom van 1,5 m / s, bereikt de convectieve warmteoverdragcoëfficiënt 8000-12000 W / m ² · K en wordt de hoogste oppervlaktetemperatuur van de batterij met 25 ℃ verminderd in vergelijking met natuurlijke koeling.

2. Lichtgewicht en structurele sterkte

Dichtheidsoptimalisatie:

Gegevens: De dichtheid van aluminiumlegering vloeistof gekoelde plaat is 2,7g/cm ³, die 69,7% lichter is dan die van koper vloeistof gekoelde plaat (8,9g/cm ³). Als we bijvoorbeeld de vloeistofkoelde plaat van Tesla Model 3 nemen, is het gewicht van een enkel stuk verminderd van 8,5 kg in de koperoplossing tot 2,6 kg, wat resulteert in een gewichtsvermindering van meer dan 50 kg en een verhoging van 3-5% in het bereik.

Composiet materiaal: Met behulp van koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP) substraat (thermische geleidbaarheid van 5 W / m · K, dichtheid van 1,5 g / cm ³) en metaalstroomkanaal composiet, wordt het gewicht verder verminderd met 40%, geschikt voor ultralichtgewicht scenario's zoals drone batterijpakketten.

Mechanische eigenschappen:

Gegevens: Opbrengststerkte ≥ 240MPa (T6 staat), slagweerstand (Charpy V-notch) ≥ 25J/cm ², het passeren van koude en hete slagtests (1000 cycli) van -40 ℃ tot 120 ℃ zonder scheuren, geschikt voor zware werkomstandigheden van batterijpakket trillingsversnelling 15g (continu gedurende 10 uur).

Afdichting: Laserlasstroomkanaal wordt gebruikt (lassterkte ≥ 80% van de substraatsterkte), helium massaspectrometer lekdetector detecteert lektarief ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa·m³/s, waardoor het risico op koelvloeistoflekage met 99% wordt verminderd.

3. Corrosiebestendigheid en betrouwbaarheid

Oppervlaktebehandeling:

Gegevens: Het substraat oppervlak is gecoat met nikkel fosfor coating (dikte 5-10 μm) of nano keramische coating (hardheid HV 800-1000), en de zout spray test (ASTM B117) toont geen corrosie na 2000 uur, die 6,7 keer meer corrosiebestendig is dan gewone schilderij (300 uur).

Case: De BYD Han EV vloeibare koelplaat neemt nikkel fosfor coating en organische silicium afdichting behandeling, die geschikt is voor extreme omgevingen zoals hoge vochtigheid in Hainan en zout alkali land in het noorden. De onderhoudskosten worden gedurende de 10-jarige levensduur met 70% verlaagd.

Vrijsweerstand:

Gegevens: Het stroomkanaalontwerp reserveert 5% uitbreidingsruimte, gecombineerd met ethyleenglycol gebaseerde koelvloeistof (bevriezpunt -40 ℃), en heeft temperatuurcyclingstests (500 cycli) van -50 ℃ tot 120 ℃ zonder vervorming geslaagd. In vergelijking met zuivere waterkoelsystemen wordt de vorstbestendigheid met 20 keer verhoogd.

Anti-verstopping ontwerp: Een 200 mesh roestvrijstalen filterscherm is geïnstalleerd aan de ingang van het stroomkanaal, gecombineerd met een koelvloeistof online filtratie apparaat (filtratie nauwkeurigheid van 10 μm), met een onzuiverheid verwijdering percentage van ≥ 99%, om microkanaal blokkade te voorkomen.

4. Kostenefficiëntie en massaproductievermogen

Productiekosten:

Gegevens: De kosten van een enkele vloeibaar gekoelde plaat van een aluminiumlegering zijn $ 15-25 (partijgrootte van meer dan 100.000 stukken), die 60% lager is dan de koperoplossing en 40% lager is dan het stempelen + solderen proces. De vormontwikkelingscyclus is 20-30 dagen, met een productiecapaciteit van 5000 stuks per dag (8 uur), geschikt voor grootschalige productie.

Procesvergelijking: Friction Stir Welding (FSW) vervangt traditionele soldering, waardoor de lasefficiëntie met drie keer wordt verhoogd, het energieverbruik met 50% wordt verminderd en de lassterkte met 40% wordt verhoogd. Het is geschikt voor complexe kanaalstructuren.

Aanpassingsflexibiliteit:

Gegevens: Ondersteunt aangepast ontwerp met kanaalbreedte van 0,5-2mm en diepte van 1-3mm, met een complexiteitsfactor van ≤ 8 (omtrek ²/gebied). Het kan gradiëntkanaal bereiken (inlaatbreedte 1.2mm → uitlaat 0.8mm), 3D gebogen kanaal en andere onregelmatige structuren, die zich aanpassen aan verschillende batterijmodule-lay-outs.

Typische toepassingsscenario's en oplossingen

1. Nieuwe energie voertuig machtsbatterij

Zuiver elektrisch voertuig (BEV):

Structuur: Dubbele laag microkanaal vloeibare koelplaat (kanaalafstand van 1,5 mm, diepte van 2 mm), geïntegreerd met explosiebestendige klep installatie gaten, batterij module bevestiging slots, en isolatie laag (dikte van 0,1 mm).

Prestaties: Geschikt voor 800V hoogspanningsplatform, met een batterijpakkettemperatuurverschil van ≤ 3 ℃ en een thermische weerstand van 0,02 ℃ / W tijdens snel laden (≥ 3C), die voldoet aan de vereiste van een levensduur van 10 jaar / 1,2 miljoen kilometer.

Hybrid elektrisch voertuig (HEV):

Structuur: Koper aluminium samengestelde vloeistof gekoelde plaat (koperlaag 1mm + aluminium laag 5mm), oppervlakte vernikeld elektromagnetische afscherming, ingebouwde fase verandering materiaal (PCM) warmte absorberende laag (smeltpunt 45 ℃).

Case: Toyota Prius batterijpakket vloeibaar gekoelde plaat, IGBT junctietemperatuur ≤ 120 ℃ bij piekvermogen van 150kW, verminderd met 20 ℃ in vergelijking met zuivere aluminiumoplossing, en thermische runaway risico verminderd met 80%.