鋁型材散熱器主要采用高壓鑄鋁和拉伸鋁合金焊接。其主要優點是:
①鋁型材散熱器散熱性好的散熱性能和明顯的節能特性。在同一個房間里,如果使用相同規格的散熱器,鋁鑄件的數量將少于鋼。
②鋁型材散熱器具有良好的抗氧化和耐腐蝕性,無需添加任何添加劑。其原理是,一旦鋁在空氣中遇到氧氣,它就會產生一層氧化膜,這種氧化膜既堅韌又致密,從而防止自身材料的進一步腐蝕。
由于鋁型材散熱器的水質要求與鋼不同,應避免鋁散熱器與其他材料的混合和安裝
不同工藝的型材散熱器是為了滿足不同的工業生產需求,因此各有優缺點。以下主要闡述了四種常見型材散熱器的代表性工藝特點。
1.擠壓鋁型材:翅片和基板是一體的。不會拼湊,散熱器內部導熱均勻.導熱系數高。缺點是受加工工藝的限制,散熱器尺寸和翅片之間的距離受到限制.薄厚.高片受限。
2.半擠壓鋁型材.半插件式:由于擠壓鋁型材的工藝有限,薄片間距不能太窄。兩片之間的插件方法中插入一片鋁片,并用壓力機夾緊固定。由于大約一半的翅片是插入的,而且鋁片與底板不集成,因此傳熱系數不如一個。熱阻略大于純擠壓鋁型材。
提升冷板的散熱性能主要依靠:
1)改善流場。使流體在流道內有足夠長的回路(要考慮符合的壓降,以免影響流量),流道內的液體吸熱均勻,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。
水冷板的結構設計
1)材料。水冷板材料通常使用鋁、銅、不銹鋼等,其中以鋁使用廣泛。鋁材料密度小,導熱系數高,次于銅,而且三者當中為便宜,因此產品。
2)密封。水冷板的密封方式主要有O-Ring密封,焊接。O-Ring密封的方式適合在小壓力的情況下,需要考慮O-ring的耐高溫和耐老化問題;焊接可以使整個冷板形成一體性,具備很高的可靠性和耐久性。北京百明盛達科技發展有限公司目前主要提供焊接水冷板,焊接方法包括真空釬焊、攪拌摩擦焊接等。
焊接設計要注意:
?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相近,否則因產品處于鹽溶液當中產生原電池反應腐蝕焊縫。
?對于焊接會產生變形,焊接前產品需對厚度留有余量,以免后加工使產品尺寸無法
干燥的空氣通入產品,保壓2小時,產品放入水中或者焊縫涂上肥皂液觀察產品是否泄露。鑒于氣體的可壓縮性,氣體測試通常比較危險,產品若承受不了氣體的高壓,壓縮氣體瞬間釋放能量會產生爆炸,該方法在實際操作中較少使用
蒸餾水或者純凈水通入產品,保壓2小時,產品置空氣中觀察是否滲水或冒水。許多細小的泄露通常會冒極小的水珠,觀察上時好用放大鏡在燈光下觀察。
推動水冷板不斷迭代和發展的一個重要因素是:提高導熱效率。
提高導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熱率;
(3)提高冷板自身(材料)的導熱性能;
(4)調整流道設計,提高流體自身的換熱效果;
(5)不同冷板布置方案。
在上述兩點確認后,冷板設計的重心基本就集中到了提高冷板與電芯的接觸面積、調整流道設計,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)的劃分上對比來看。