提升冷板的散熱性能主要依靠:
1)改善流場。使流體在流道內(nèi)有足夠長的回路(要考慮符合的壓降,以免影響流量),流道內(nèi)的液體吸熱均勻,通常采用的方法有:Pin fin組,扭旋片,wave channel等。
2)增加吸熱面積。流體接觸冷板吸熱端的面積足夠,吸熱效果才能更好。增加面積的方法有:skiving, CNC銑槽,crimp fin,鋁擠壓fin片等。
3)冷板吸熱面平面度、粗糙度及厚度。由于工業(yè)冷板的功耗通常都比較大,以千瓦級計,所以冷板的平面度、粗糙度及厚度都對冷板的熱阻有很大的影響。
焊接設(shè)計要注意:
?采用氬弧焊接需要開適合焊接的斜坡口;
?釬焊、攪拌摩擦焊需要嚴(yán)格控制焊縫的間隙,間隙在0.05~0.10mm之間;
?無論何種焊接方式對焊料的選擇都焊料與母材的材質(zhì)相近,否則因產(chǎn)品處于鹽溶液當(dāng)中產(chǎn)生原電池反應(yīng)腐蝕焊縫。
?對于焊接會產(chǎn)生變形,焊接前產(chǎn)品需對厚度留有余量,以免后加工使產(chǎn)品尺寸無法
水冷板的強度。采用深孔加工,或者盡量小面積焊接是提高強度的方法;可以分多處小塊焊接,盡量避免大面積蓋板焊接
水冷板的承壓和泄漏測試
依照客戶規(guī)格對產(chǎn)品性能進行測試
承壓和泄露測試。水冷板通常要求產(chǎn)品測試壓力為正常使用壓力的2~3倍,保壓時間一般在15~120min之間。
一般說來,水冷板為無風(fēng)機設(shè)計,輔以動態(tài)、、智能化的冷卻技術(shù)可以有效降低制冷能耗的成本,實現(xiàn)、準(zhǔn)確的熱量交換,其缺點是存在意外漏水的弊端,因此,對水冷板的加工制作工藝提出了很高的要求。
是一些大功率器件,如SVG、變頻器、逆變器、IGBT等等,這些器件都可以使用水冷板散熱器進行散熱,而且散熱效果非常好。
推動水冷板不斷迭代和發(fā)展的一個重要因素是:提高導(dǎo)熱效率。
提高導(dǎo)熱效率通常有以下幾種方案:
(1)提高冷板與電芯的接觸面積;
(2)提高冷板與電芯之間界面的導(dǎo)熱率;
(3)提高冷板自身(材料)的導(dǎo)熱性能;
(4)調(diào)整流道設(shè)計,提高流體自身的換熱效果;
(5)不同冷板布置方案。
冷板材料上,目前業(yè)內(nèi)主要采用的是鋁合金,銅的導(dǎo)熱效果更好,但成本要貴得多,所以不是主流方向,在非電池包領(lǐng)域有應(yīng)用;對于提高導(dǎo)熱界面的導(dǎo)熱效率,主要是在導(dǎo)熱界面材料TIM上做功夫,由之前的空氣介質(zhì),到后來的導(dǎo)熱墊,再到目前的導(dǎo)熱膠,TIM的導(dǎo)熱效果在不斷提高。
在上述兩點確認(rèn)后,冷板設(shè)計的重心基本就集中到了提高冷板與電芯的接觸面積、調(diào)整流道設(shè)計,提高流體自身的效果上來。這種變化我們可以從法雷奧對于不同充電功率所需冷卻效果(綜合換熱系數(shù))的劃分上對比來看。
沖壓流道和凸包這種大平板式的冷板設(shè)計迎合了當(dāng)前快充和大模組、CTP的設(shè)計思路,是當(dāng)前的主要應(yīng)用趨勢。另外,根據(jù)是否存在模組、界面材料TIM、箱體和電芯,這4者與冷板的位置來劃分,冷板至少有6種的布置方案,其中箱體集成水冷板是目種比較受歡迎的設(shè)計思路。
Innerfins的設(shè)計思路在功率電子電氣方面應(yīng)用得較多,在電池系統(tǒng)領(lǐng)域還沒有看到應(yīng)用的量產(chǎn)案例,但國內(nèi)有企業(yè)在做這塊。
材料這塊,除了金屬,有些材料企業(yè)在嘗試塑料冷板的方案,這是個很有驚喜的方向,期待有量產(chǎn)的方案出來。