Давайте будем честными. Производители ячеек уровня 1 создают продукцию для массового стандартного объема, часто отвергая глубокую настройку для специализированных коммерческих парков. Они продают вам необработанные модули, но оставляют вас с огромной инженерной головной болью. Как их охлаждать? Сегодня я подробно расскажу о точных жидкостные охлаждающие пластины Вам нужно сохранять ваши аккумуляторные блоки в безопасности и эффективности.
Топ-6 жидкостных охлаждающих пластин для литий-ионных аккумуляторов аккумуляторных блоков включая штампованные/гидроформованные пластины, экструдированные охлаждающие пластины, сварка трением с перемешиванием Пластины (FSW), вакуумно-пайкаемые пластины, пластины с ЧПУ обработкой и встроенные пластинчатые теплообменники. Каждая из них обладает уникальными преимуществами в тепловом сопротивлении, падении давления, структурной целостности и масштабируемости производства.
Выбор правильной стратегии теплового управления может определить успешность гомологации вашего транспортного средства и его надежность в эксплуатации. Продолжайте читать, чтобы узнать, какая архитектура жидкостного охлаждающей пластины идеально подходит для вашего конкретного применения.
Тампованные / Гидроформованные охлаждающие пластины
Если вы разрабатываете электромобиль для перевозки большого количества пассажиров, вы, вероятно, рассматривали штампованные или гидроформованные детали охлаждающие пластины.
Вот как они работают. Два тонких листа алюминия (обычно серии 5xxx) штампуются или гидроформуются для создания сложных каналов потока. Эти две половины затем соединяются при помощи пайки для формирования одного низкопрофильного охлаждающего пластиного элемента.
Преимущество инженерных решений
Красота штампованных пластин заключается в их гибкости дизайна. Вы можете разработать высоко оптимизированные змеевидные или параллельные каналы для потока, которые точно направляют охлаждающую жидкость вода-гликоль туда, где тепловой поток наиболее высок. Это позволяет поддерживать узкий температурный диапазон (обычно в пределах 2°C до 3°C) по всему модулю батареи.
Когда их использовать
Штампованные пластины отлично подходят для массового производства, потому что цена за изделие становится очень низкой после оплаты оснастки. Однако начальные затраты на оснастку астрономические.
Если вы инженер по батареям, работающий с низкообъемными специализированными транспортными средствами, первоначальные капитальные затраты на штамповочные формы могут быть нецелесообразными. Более того, эти пластины чрезвычайно тонкие и практически не обеспечивают структурную поддержку корпуса батареи.
Экструзионные охлаждающие пластины #2
Тяжелые грузовики предъявляют высокие требования к долговечности батарейных блоков, жидкостному охлаждению, и интеграции высокого напряжения. Когда вам нужно, чтобы ваша система охлаждения также выполняла функцию структурного, несущего компонента, экструдированные охлаждающие пластины — ваш лучший выбор.
Преимущество инженерных решений
Алюминиевая экструзия проталкивает нагретые алюминиевые заготовки через стальную матрицу, создавая длинные, непрерывные профили с внутренними микроканалами.
Поскольку стенки экструдированных пластин толще, они обеспечивают огромную структурную жесткость. Вы можете буквально монтировать тяжелые литий-железо-фосфатные (LFP) или никель-мангано-кобальтовые (NMC) модули прямо на них. Прямые, параллельные микроканалы также обеспечивают невероятно низкое падение давления, что означает, что насосы охлаждающей жидкости не должны работать так усердно, экономя паразитные энергетические потери от транспортного средства.
Когда их использовать
Я настоятельно рекомендую экструдированные пластины для прямоугольных батарейных блоков в коммерческих приложениях. Если вы создаете платформы для производителей тяжелой техники, судостроителей или OEM-оборудования для внеавтомобильных и строительных машин, это обычно предпочтительный выбор. Они легко масштабируются, требуют очень низких затрат на оснастку и могут быть легко обрезаны по длине в зависимости от размера вашего блока.
Пластины для охлаждения сварки трением (FSW)
Если вы хотите абсолютную герметичность, вам нужно рассмотреть сварку трением с перемешиванием (FSW).
Электрические лодки и паромы предъявляют строгие требования к водонепроницаемости, жидкостному охлаждению и интеграции систем. В таких условиях утечка охлаждающей жидкости не просто портит батарею; она может вызвать катастрофический тепловой разгон.
Преимущество инженерных решений
FSW — это процесс соединения в твердом состоянии. Вместо плавления алюминия (как при традиционной TIG или MIG сварке), вращающийся инструмент создает трение, пластицируя металл и соединяя два куска вместе.
Поскольку металл никогда не достигает точки плавления, вы избегаете пористости, усадки и термических искажений. Результат? Идеально ровная, рейтинг IP67+ герметизация, которая прочнее самого исходного материала.
Когда их использовать
Мы часто используем FSW при запечатывании концов экструдированных охлаждающих пластин или закрытии сложных каналов с ЧПУ. Горнодобывающие машины требуют очень надежных, взрывобезопасных и тяжелых батарейных систем. Пластины FSW обеспечивают экстремальную механическую прочность и устойчивость к вибрациям, необходимые для этих жестких условий эксплуатации.
Паяные / Вакуумнопаяные охлаждающие пластины #4
Когда вы работаете с ультра-высокими скоростями зарядки/разрядки, ваш тепловой поток резко возрастает. Именно здесь пригодится вакуумное пайка (brazing). охлаждающие пластины вступайте в процесс.
Преимущество инженерных решений
Вакуумное пайка позволяет инженерам размещать сложные внутренние геометрии — такие как смещённые полосовые ребра или жалюзийные ребра — внутри охлаждающей пластины перед её запечатыванием в вакуумной печи при высокой температуре.
Эти внутренние турбуляторы нарушают ламинарный поток охлаждающей жидкости, переводя его в турбулентное состояние. В гидродинамике турбулентный поток значительно увеличивает коэффициент теплообмена. Это означает, что вы можете быстро вывести огромное количество тепла из элементов за очень короткое время, что критично при сверхбыстрой зарядке постоянным током.
Когда их использовать
Вакуумно-пайные пластины дорогие. Процесс энергоемкий и занимает много времени. Однако, если вы разрабатываете высокопроизводительные электроспорткары, передовые аккумуляторные блоки для аэрокосмической техники или системы гибридных аккумуляторов с высоким C-Rate, тепловая эффективность вакуумно-пайной пластины полностью превосходит все остальные решения.
Тепловые пластины для ЧПУ-обработки #5
Иногда стандартные экструдированные и штампованные детали просто не подходят под ограничения по упаковке вашего индивидуального автомобиля.
Наша внутренняя инженерная команда разрабатывает прочные корпуса с защитой IP67+ из алюминия и прецизионные жидкостные холодные пластины. Часто лучший способ добиться абсолютной точности — это обработка на ЧПУ.
Преимущество инженерных решений
С помощью обработки на ЧПУ мы берём цельный блок алюминия и вырезаем необходимые каналы для потока, соответствующие тепловому моделированию.
Этот метод даёт вам полный контроль над маршрутизацией каналов, толщиной стенок и точками крепления. Более того, обработка на ЧПУ гарантирует идеально гладкую поверхность. Гладкая поверхность важна, потому что она обеспечивает микрослой Теплопередающего материала (TIM) между элементом и пластиной, значительно снижая тепловое сопротивление.
Когда их использовать
Пластины, обработанные на ЧПУ, идеально подходят для прототипирования, малосерийного производства или очень сложных индивидуальных геометрий, где создание форм для литья или штамповки невозможно. Если вы инженерная команда, работающая над аккумуляторными системами для мобильных платформ и промышленного оборудования, ЧПУ даёт вам возможность быстро изменять дизайн.
Встроенные охлаждающие пластины для труб #6
Допустим, вы интегратор систем хранения энергии (ESS). Проекты ESS требуют крупномасштабных аккумуляторных блоков, PDU/BMS и тщательного тестирования. Вам нужно решение для охлаждения, которое эффективно, очень надёжно и, прежде всего, экономически выгодно при масштабировании.
Преимущество инженерных решений
Встроенные трубчатые охлаждающие пластины очень просты. Вы берёте плоскую алюминиевую пластину, вырезаете в ней канавку и вставляете в неё непрерывную медную или алюминиевую охлаждающую трубу.
Поскольку труба — это один непрерывный кусок, риск внутренних протечек охлаждающей жидкости практически нулевой. Для обеспечения хорошего теплового контакта мы обычно заполняем микроскопические зазоры между трубой и пластиной высокопроводящим термополимером.
Когда их использовать
Это отличный, недорогой вариант для стационарных систем хранения энергии или производителей электрической сельскохозяйственной техники. Хотя он не обеспечивает такую экстремальную охлаждающую способность, как вакуумно-пайная пластина, он обеспечивает невероятно надёжное и герметичное тепловое управление для крупных призмов с стандартными C-Rate.
Резюме
Проекты аккумуляторов часто терпят неудачу на этапе интеграции — не потому, что компоненты недоступны, а потому, что механические, тепловые, электрические и управляющие системы не разработаны как единое скоординированное решение.
Выбор между экструдированной пластиной для грузовика тяжелого класса или вакуумно-пайной пластиной для высокопроизводительного электромобиля — это только первый шаг. Вам всё равно нужно интегрировать эту систему теплового управления с вашей высоковольтной архитектурой, интеллектуальной BMS и прочным корпусом.
Возьмите под контроль свою цепочку поставок
Если вы главный инженер или менеджер по закупкам, вы знаете, что покупка готовых аккумуляторных блоков ограничивает ваш дизайн и уменьшает вашу прибыль.
At Astraion Dynamics, Наше главное преимущество — прозрачная модель партнёрства “Принеси свои элементы/модули”. Вы ведёте переговоры напрямую с ведущими производителями элементов, чтобы получить сырьё без наценки посредников, а мы обеспечиваем глубокую инженерную поддержку и сложную цепочку поставок.
Мы превращаем ваши закупленные сырьевые модули в надёжную, полностью сертифицированную, готовую к подключению энергетическую систему, используя обширную специализированную цепочку поставок Китая. От начального 3D-проекта и теплового моделирования до безупречной сертификации UN38.3 / ECE R100.3 и глобальной логистики — мы закрываем разрыв между химией сырьевых элементов и вашим индивидуальным транспортным средством.
Готовы устранить риски интеграции?
Если вы разрабатываете платформу для тяжелых условий эксплуатации, морскую или внешоссейную, давайте обсудим. Свяжитесь с нашей инженерной командой сегодня, чтобы запланировать технический обзор вашего эксплуатационного профиля, ограничений по упаковке и требований к жидкостному охлаждению.
