냉각판을 만드는 방법?

May 18, 2026

소개

액체 냉각판특히 전기 자동차, 에너지 저장 시스템, 데이터 센터 등의 최신 열 관리 시스템에서 핵심적인 역할을 합니다.

왜 그렇게 중요합니까?

냉각 성능은 장비 안정성과 서비스 수명에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 배터리 시스템의 경우 내부 흐름 채널의 설계는 열 방출 및 온도 균일성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

다양한 제조 방법은 흐름 채널 설계, 압력 저항 및 비용 효율성에도 영향을 미칠 수 있습니다.

간단히 말해서, 제조 공정이 다르면 제품 성능이 매우 달라질 수 있습니다.

액체 냉각판 제작의 주요 단계

1.액체 냉각판용 재료

액체 냉각판은 주로 알루미늄 합금, 구리 합금 및 복합 재료로 만들어집니다. 구리는 열전도율이 뛰어나지만 무겁고 가격이 비싼 반면, 알루미늄은 가볍고 가격이 저렴하며 가공이 용이해 산업 분야에 널리 사용됩니다.EV 배터리 열 관리 시스템.

알루미늄 합금:
알루미늄은 열 전도성, 경량 설계, 강도, 제조 가능성 및 비용의 적절한 균형을 제공하기 때문에 EV 배터리 냉각판에 가장 일반적으로 사용되는 소재입니다. 그중 3003 알루미늄 합금은 안정적인 성능과 성숙한 가공 기술로 인해 널리 사용됩니다.

구리 합금:
구리의 열전도율은 약 401W/m·K이므로 800V 플랫폼과 같은 고전력 애플리케이션에 적합합니다. 그러나 무게가 더 무겁고 가격이 비싸며 일반적으로 부식 방지를 위해 니켈 도금이나 아노다이징 등의 표면 보호가 필요합니다.

복합 재료:
더 높은 강도가 필요한 응용 분야의 경우 복합 구조가 사용됩니다. 이는 일반적으로 코어 레이어, 브레이징 레이어 및 희생 레이어의 세 가지 레이어로 구성됩니다.

2. 냉각판의 유로 설계 및 형성 방법

액체 냉각판 흐름 채널은 CNC 기계 가공, 스탬핑, 압출, 다이캐스팅, 3D 프린팅 등 다양한 제조 방법을 사용하여 형성됩니다.

이러한 공정은 알루미늄 및 구리와 같은 금속 재료를 복잡한 내부 마이크로 채널 구조로 형성하거나 제작하여 열을 효율적으로 전달하는 데 도움이 됩니다.간단히 말해서 각 프로세스에는 고유한 역할이 있습니다.CNC 가공은 높은 정밀도로 재료를 층별로 제거하므로 상세하고 복잡한 채널 설계에 적합합니다.

스탬핑 및 압출은 더 빠른 방법으로 주로 대량으로 대형 평판을 생산하는 데 사용됩니다.

다이캐스팅은 더욱 통합되고 복잡한 일체형 구조를 만드는 데 사용됩니다.

3D 프린팅은 층별로 구조를 구축하므로 기존 방법으로는 달성할 수 없는 매우 복잡한 형상을 생성할 수 있습니다.

① CNC 가공（컴퓨터 수치 제어 가공）

작동 원리
CNC 가공은 밀링 또는 드릴링 작업을 사용하여 재료를 층별로 제거합니다.
고속 회전 절단 도구(예: 밀링 커터)를 사용하여 채널과 미세 채널을 알루미늄 또는 구리판에 조각합니다.
가공 후에는 일반적으로 다른 플레이트를 상단에 배치하고 밀봉하여 내부 흐름 경로를 형성합니다.
특징
이 방법은 매우 높은 정밀도와 탁월한 표면 조도를 제공하므로 복잡한 채널 설계 및 소규모 배치 생산에 적합합니다.
그러나 가공 과정에서 재료를 제거하기 때문에 재료 활용도가 상대적으로 낮고, 생산 효율성도 다른 대량 생산 방식에 비해 높지 않습니다.

② 스탬핑

작동 원리스탬핑은 금형과 프레스 기계를 사용하여 일반적으로 알루미늄이나 구리와 같은 얇은 금속 시트를 성형합니다.

고압 하에서 금속 시트를 금형에 밀어넣어 특정 흐름 채널 홈을 형성합니다.

성형 후 일반적으로 두 개의 스탬핑 플레이트를 용접이나 브레이징을 통해 결합하여 밀봉된 내부 채널을 만듭니다.특징이 방법은 빠르고 비용 효율적이기 때문에 대량 생산에 매우 적합합니다.

그러나 채널 설계는 금형 구조에 의해 제한되어 CNC 가공과 같은 수준의 정밀도와 복잡성을 달성할 수 없습니다.

③ 압출

작동 원리
알루미늄 소재는 먼저 부드러워질 때까지 가열됩니다.
그런 다음 특수 설계된 금형을 통해 고압으로 밀어 넣어집니다.
재료가 금형을 통과하면서 단면의 모양을 취하고 내부 채널 구조와 연속적인 프로파일을 형성합니다.
압출 후 긴 프로파일은 추가 가공을 위해 필요한 길이로 절단됩니다.

특징
이 방법은 매우 효율적이고 비용 효율적이므로 알루미늄 액체 냉각판의 대규모 생산에 적합합니다.
그러나 흐름 채널은 일반적으로 규칙적이고 단순한 모양으로 제한되므로 CNC 가공에 비해 설계 유연성과 복잡성이 낮습니다.
주로 알루미늄 기반의 냉각판 구조에 사용됩니다.

④ 다이캐스팅

작동 원리
일반적으로 알루미늄 합금인 용융 금속이 고압 하에서 강철 금형 캐비티에 주입됩니다.
금속은 신속하게 금형을 채운 다음 냉각 및 응고되어 견고하고 통합된 구조를 형성합니다.
이 공정을 통해 단일 성형 단계에서 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다.

특징
다이캐스팅은 생산 효율성이 높고 재료 활용도가 우수한 복잡하고 통합된 구조에 적합합니다.
그러나 금형 비용이 상대적으로 높기 때문에 대규모 생산에 더 적합합니다.
최종 정확도는 안정적이지만 일반적으로 CNC 가공만큼 높지는 않습니다.

⑤ 3D 프린팅

작동 원리

3D 프린팅은 금속 분말을 사용하여 금속 부품을 층별로 제작합니다.
디지털 디자인에 따라 레이저를 사용하여 분말을 녹이고 융합합니다.
기존 방식과 달리 이 공정에서는 금형이 필요하지 않으며 복잡한 내부 구조와 미세 채널을 직접 만들 수 있습니다.

특징

이 기술은 생체모방 또는 프랙탈 흐름 채널 설계와 같은 전통적인 제조 방법으로는 달성하기 어렵거나 불가능한 매우 복잡한 형상을 생성할 수 있습니다.
이는 열 방출 성능과 설계 자유도를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
그러나 비용이 더 높고 생산 속도가 느리기 때문에 프로토타입 제작 및 고급 맞춤형 애플리케이션에 더 적합합니다.

3. 냉각판 제조 시 세척 및 전처리

세척 및 전처리는 액체 냉각 시스템의 효율적이고 장기적으로 안정적인 작동을 보장하는 중요한 단계입니다.

이번 스테이지는 주로표면 청소(오일, 먼지, 산화물 층 제거), 내부 디버링 및 연마(유동 저항 최적화), 심층 청소(금속 칩 및 브레이징 잔여물 제거), 내식성 향상을 위한 부동태화 또는 양극 산화 처리와 같은 표면 처리, 밀봉 준비 및 검사가 포함됩니다.

주요 목적은 열 전달 효율을 향상시키고, 채널 막힘을 방지하고, 부식을 줄이고, 냉각수 순도를 보장하여 궁극적으로 최적의 열 성능을 달성하는 것입니다.

4. 액체 냉각판 제조를 위한 용접 기술

일반적인 용접 방법냉각판진공 브레이징, 마찰 교반 용접, 레이저 용접, 스탬핑 + 브레이징 복합 공정이 포함됩니다.

4.1. 진공 브레이징

작동 원리:
고진공 환경에서 부품은 모재(알루미늄-실리콘 합금 등)보다 융점이 낮은 충전재와 함께 가열됩니다.
필러는 녹아 접합 표면을 적시고 모세관 현상에 의해 틈새로 끌어당겨집니다. 냉각 후에는 강력하고 밀봉된 결합이 형성됩니다.

특징:
장점: 진공 환경으로 인해 산화가 없고 용접 품질이 높으며 접합이 조밀하고 강하며 정밀도가 높으며 복잡한 내부 구조를 형성하는 능력이 있습니다. 알루미늄 및 구리 재료 모두에 적합합니다.
단점: 높은 장비 비용, 엄격한 공정 제어 요구 사항 및 상대적으로 긴 가열 주기.

신청:
내부 청결도와 밀봉 성능이 중요한 고급 액체 냉각판에 널리 사용됩니다.

4.2 마찰교반용접(FSW)

작동 원리:
회전하는 비소모성 도구는 접합 부위를 따라 움직이며 마찰열과 소성 변형을 발생시킵니다.
재료가 부드러워지고 기계적으로 함께 교반되어 기본 재료가 녹지 않고 고체 상태의 결합이 생성됩니다.

특징:
장점: 이는 스패터가 없고 유해 가스가 없으며 모재가 녹지 않는 고체 접합 공정입니다. 보다 환경 친화적이고 에너지 효율적이면서 우수한 기계적 강도를 제공합니다.

단점: 특수 고정 장치와 정밀한 설정이 필요합니다. 용접 표면에 도구 자국이 나타날 수 있으며, 이 공정은 모든 재료 유형에 적합하지 않습니다.

신청:
알루미늄 액체 냉각판, 특히 대형 제품 및 대량 생산에 일반적으로 사용됩니다.

4.3. 레이저 용접

작동 원리:
레이저 용접은 고에너지 레이저 빔을 사용하여 재료 표면을 가열합니다.
냉각 후 재료가 빠르게 녹고, 혼합되고, 응고되어 용접 조인트가 생성됩니다.

특징:
장점: 이 공정은 높은 용접 속도, 낮은 열 입력 및 최소한의 변형을 제공합니다. 또한 높은 정밀도를 제공하고 깊은 침투 용접을 지원하며 자동화 생산에 매우 적합합니다.

단점: 매우 정확한 부품 정렬이 필요하고 용접 중에 기공이 발생할 수 있으며 장비 비용이 상대적으로 높습니다.

신청:
튜브나 플레이트와 핀을 결합하는 데 일반적으로 사용되며 고속과 정밀도가 요구되는 가장자리 밀봉 용도에도 사용됩니다.

4.4. 스탬핑 + 브레이징 복합 공정

작동 원리:
먼저, 금속 시트는 스탬핑 또는 딥 드로잉 공정을 사용하여 채널 홈이 있는 상부 및 하부 커버 플레이트로 형성됩니다.
그런 다음 핀과 같은 내부 구성요소가 구조물 내부에 조립됩니다. 마지막으로, 전체 어셈블리를 진공 브레이징 또는 대기 제어 브레이징을 위해 용광로에 넣어 밀봉된 구조를 만듭니다.

특징:
장점: 이 공정은 생산 비용이 낮고 제조 효율성이 높기 때문에 대규모 생산에 적합합니다. 또한 상대적으로 복잡한 흐름 채널 설계를 만들 수 있기 때문에 가장 널리 사용되는 액체 냉각판 제조 방법 중 하나가 되었습니다.

단점: 브레이징 전에는 스탬핑 부품의 치수 정확도가 매우 중요합니다. 최종 접합 품질은 간격 제어 및 부품 청결도에 따라 크게 달라집니다.

신청:
이 방법은 EV 배터리, 서버, 에너지 저장 시스템 및 기타 여러 열 관리 애플리케이션용 액체 냉각판 생산에 널리 사용됩니다.

5. 배터리 냉각판 후가공 및 표면처리

중요한 단계
청소 및 디버링	디버링: 가공 후 채널 내부와 액체 냉각판 가장자리를 따라 작은 버가 남을 수 있습니다. 제거하지 않으면 냉각수 흐름에 영향을 미치거나 막힐 수도 있습니다. 일반적인 방법에는 전기화학적 가공(ECM), 기계적 연삭, 샌드블래스팅 및 레이저 디버링이 포함됩니다. 청소: 초음파 세척 및 화학 세척(산 또는 알칼리 세척)은 일반적으로 제조 중에 남겨진 오일 잔류물, 금속 입자 및 산화물 층을 제거하여 깨끗한 내부 채널을 보장하는 데 사용됩니다.
표면 처리	패시베이션 / 아노다이징: 알루미늄 수냉식 냉각판의 경우 표면에 치밀한 산화층을 생성하여 내식성을 향상시키기 위해 양극 산화 처리를 사용하는 경우가 많습니다. 도금 / 코팅: 구리 냉각판은 일반적으로 산화와 부식을 줄이기 위해 니켈 도금됩니다. 일부 용도에서는 추가 보호 코팅이 적용될 수도 있습니다.
정밀한 접합 및 밀봉	브레이징: 진공 브레이징은 상부 플레이트와 하부 플레이트를 결합하는 데 일반적으로 사용되며, 밀봉된 내부 채널과 원활한 냉각수 흐름을 보장합니다. 씰링: EPDM 및 FKM과 같은 고온 밀봉 재료는 밀봉 신뢰성을 향상시키기 위해 연결 인터페이스 주변에 자주 사용됩니다.
최종 마무리	연삭 및 연마: 접촉면에 고정밀 연삭 및 연마를 적용하여 열 저항을 줄이고 열 전달 성능을 향상시킵니다. 정밀 가공: 홀과 슬롯의 2차 가공을 통해 설치 정확성과 조립 신뢰성을 보장합니다.