来源:东吉(东莞)散热科技有限公司 时间:2024-06-26 05:03:32 [举报]
提升冷板的散热性能主要依靠: 1)改善流场。使流体在流道内有足够长的回路(要考虑符合的压降,以免影响流量),流道内的液体吸热均匀,通常采用的方法有:Pin fin组,扭旋片,wave channel等。 2)增加吸热面积。流体接触冷板吸热端的面积足够,吸热效果才能更好。增加面积的方法有:skiving, CNC铣槽,crimp fin,铝挤压fin片等。 3)冷板吸热面平面度、粗糙度及厚度。由于工业冷板的功耗通常都比较大,以千瓦级计,所以冷板的平面度、粗糙度及厚度都对冷板的热阻有很大的影响。
水冷板的结构设计 1)材料。水冷板材料通常使用铝、铜、不锈钢等,其中以铝使用广泛。铝材料密度小,导热系数高,次于铜,而且三者当中为便宜,因此产品。 2)密封。水冷板的密封方式主要有O-Ring密封,焊接。O-Ring密封的方式适合在小压力的情况下,需要考虑O-ring的耐高温和耐老化问题;焊接可以使整个冷板形成一体性,具备很高的可靠性和耐久性。北京百明盛达科技发展有限公司目前主要提供焊接水冷板,焊接方法包括真空钎焊、搅拌摩擦焊接等。
冷板因为要布置流道,所以通常采用上下板块结合的方式,基体采用CNC机械加工流道或者大批量制造的压铸基体及铸造与埋管的结合工艺,另外也可以辅助其他的如深孔加工的方式;盖板采用CNC机械加工或者其他诸如冲压、水切割等方式制作。基体与盖板采用焊接的方式加以连接,形成一体化的水冷板。焊接面和管道结合孔尽量避开吸热面;管道接头依客户要求,需要考量螺纹连接方式,规格,强度等。
水冷板的强度。采用深孔加工,或者尽量小面积焊接是提高强度的方法;可以分多处小块焊接,尽量避免大面积盖板焊接 水冷板的承压和泄漏测试 依照客户规格对产品性能进行测试 承压和泄露测试。水冷板通常要求产品测试压力为正常使用压力的2~3倍,保压时间一般在15~120min之间。
干燥的空气通入产品,保压2小时,产品放入水中或者焊缝涂上肥皂液观察产品是否泄露。鉴于气体的可压缩性,气体测试通常比较危险,产品若承受不了气体的高压,压缩气体瞬间释放能量会产生爆炸,该方法在实际操作中较少使用
推动水冷板不断迭代和发展的一个重要因素是:提高导热效率。 提高导热效率通常有以下几种方案: (1)提高冷板与电芯的接触面积; (2)提高冷板与电芯之间界面的导热率; (3)提高冷板自身(材料)的导热性能; (4)调整流道设计,提高流体自身的换热效果; (5)不同冷板布置方案。
冷板材料上,目前业内主要采用的是铝合金,铜的导热效果更好,但成本要贵得多,所以不是主流方向,在非电池包领域有应用;对于提高导热界面的导热效率,主要是在导热界面材料TIM上做功夫,由之前的空气介质,到后来的导热垫,再到目前的导热胶,TIM的导热效果在不断提高。
冲压流道和凸包这种大平板式的冷板设计迎合了当前快充和大模组、CTP的设计思路,是当前的主要应用趋势。另外,根据是否存在模组、界面材料TIM、箱体和电芯,这4者与冷板的位置来划分,冷板至少有6种的布置方案,其中箱体集成水冷板是目种比较受欢迎的设计思路。
Innerfins的设计思路在功率电子电气方面应用得较多,在电池系统领域还没有看到应用的量产案例,但国内有企业在做这块。 材料这块,除了金属,有些材料企业在尝试塑料冷板的方案,这是个很有惊喜的方向,期待有量产的方案出来。
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