빠르게 성장하는 새로운 에너지 차량의 물결에서 배터리 안전과 성능은 항상 핵심 주제였습니다. 그만큼
배터리 열 관리 시스템 (BTMS)배터리의 "스마트 온도 조절기"처럼 작용합니다. 전원 배터리 열 관리는 충전 및 방전 중에 배터리 온도를 제어하기 위해 다양한 기술 수단을 사용하여 성능을 향상시키고 서비스 수명을 연장하며 안전한 작동을 보장하기 위해 최적의 작동 범위 내에 유지합니다.
액체 냉각 기술액체로 대류 열 전달을 통해 배터리로 생성 된 열을 제거하여 배터리 온도를 낮추십시오. 현재 시장에서 가장 주류 냉각 솔루션입니다.
직접 냉각 기술냉매 증발 잠재 열의 원리를 사용합니다. 에어컨 시스템은 차량 또는 배터리 시스템 내에 배터리 팩에 설치되어 있습니다. 냉매는 증발기 내부에서 증발하여 배터리 시스템에서 열을 효율적이고 빠르게 제거하여 배터리 냉각 공정을 완료합니다.
액체 및 직접 냉각 기술은 핵심 열 관리 기술 역할을하며 배터리의 "체온"을 조용히 보호합니다.
액체 콜드 플레이트와 직접 콜드 플레이트는이 두 가지 핵심 기술이 기능 할 수있는 주요 구성 요소입니다.. 전원 배터리의 효율적이고 안전한 작동을 보장하는 데 중요한 역할을합니다.
전력 배터리의 에너지 밀도가 높아지고 빠른 충전 기술의 광범위한 채택으로 콜드 플레이트 기술은 "수동 열전도"에서 "활성 온도 제어", "단일 재료"에서 "복합 구조"로 발전하고 있습니다.
다음으로 자세히 살펴 보겠습니다.전원 배터리 열 관리 액체 냉각 기술의 핵심 구성 요소 -
차가운 판원칙
제조 방법
분류
1. 액체 콜드 플레이트 : "열 소산 전문가"운동
액체 콜드 플레이트 (Liquid Cold Plate, LCP)는 액체 열 관리 시스템의 주요 실행 구성 요소입니다. 내부 채널의 순환 냉각수를 통해 배터리로 생성 된 열을 제거하여 열원과 직접 접촉합니다. 핵심 기능은 배터리 셀에서 외부 냉각 루프까지 효율적인 열 전달 경로를 설정하는 것입니다. 액체 차가운 판의 주요 유형은 다음과 같습니다.
1.1 액체 콜드 플레이트의 유형
(1) 스탬프 액체 콜드 플레이트: 알루미늄 합금 시트로 제작 된 복잡한 냉각수 채널을 형성하기 위해 스탬핑되었습니다. 이 유형을 사용하면 유연한 채널 설계와 배터리와의 접촉을 면밀히 접촉하여 높은 열 교환 효율을 달성 할 수 있습니다. CTP 또는 CTC 배터리 팩과 같은 통합 설계에 이상적이며 현재 새로운 에너지 차량의 주류 선택입니다.
(2) 압출 액체 콜드 플레이트: 알루미늄 합금 압출에 의해 제작되었으며, 여러 세포와 동시에 접촉 할 수있는 평평한 표면으로 큰 열 소산 영역을 제공합니다. 간단한 구조와 저렴한 비용이 있지만 채널 설계 유연성은 약간 낮아서 비용에 민감한 모델에 적합합니다.
(3) 하프 튜브 액체 콜드 플레이트: 채널은 하프 모양이며 두쪽 끝에 헤더가 있습니다. 간단한 구조와 저렴한 비용이지만 내부 흐름은 고정되어 덜 유연합니다. 소규모 새로운 에너지 차량에 일반적으로 사용됩니다.
(4) 뱀 튜브 액체 콜드 플레이트: 원통형 세포 모듈 용으로 설계되었습니다. 생산이 가볍고 효율적이어서 원통형 배터리에 균일 한 열 소산을 제공합니다. Tesla와 같은 회사가 널리 채택했습니다.
1.2 액체 차가운 판의 제조 공정액체 차가운 판을 제조하는 것은“세심한 공예”입니다. 그것은 시작합니다
알루미늄 열전도 재료 가공복합 및 콜드 롤링 기술을 사용하여 균일 한 성능과 정확한 크기를 보장합니다. 그 다음에,
핵심 조립 및 용접(진공 브레이징, 마찰 저어 용접 용접 등) 밀봉 및 열전도율을 보장하십시오. 마지막으로, 제품의 누출 위험이 없도록하기 위해 엄격한 밀폐 테스트가 수행됩니다.
EV 배터리 액체 콜드 플레이트의 주요 제조 공정은 다음과 같습니다.
- 임베디드 튜브 공정 :알루미늄베이스 플레이트의 CNC 밀링 그루브, 사전 구리 구리 튜브를 그루브로 눌렀고, 그 뒤에 브레이징을 뿌립니다. 장점 : 저렴한 비용, 처리 쉬운 처리. 단점 : 열 전달, 하중 용량이 낮습니다.
- 프로필 + 용접 프로세스 :냉각 채널을 직접 압출 한 다음 마찰이나 브레이징을 통해 밀봉하십시오. 장점 : 고효율, 저렴한 비용. 단점 : 매우 높은 열 밀도에 적합하지 않습니다. 나사 구멍이 너무 많으면 신뢰성이 줄어들 수 있습니다.
- 가공 + 용접 공정 :알루미늄의 기계 수로 / 구리 판에 조립하고 용접되어 플레이트를 완성합니다. 장점 : 고전력 밀도 및 불규칙한 열원에 적합한 모든 모양과 깊이; 자동차 배터리에서는 덜 일반적입니다.
- 다이 캐스팅 + 용접 과정 :다이 캐스팅을 통해 채널을 형성 한 다음 용접으로 밀봉하십시오. 장점 : 안정, 대량 생산에 적합합니다. 단점 : 불순물과 다공성에 대한 통제가 필요합니다.
- 스탬핑 + 브레이징 프로세스 :스탬프 알루미늄 플레이트를 스탬프하여 채널을 형성하고, 선택적으로 지느러미를 통합 한 다음, 제어 된 대기 또는 진공 상태에서 브레이즈를냅니다. 장점 : 유연한 채널 설계, 높은 접점 영역, 우수한 열 소산. 단점 : 높은 금형 비용.
- 치아 + 브레이징 과정 :열원 근처의 바닥은 미세한 치아로 가공 한 다음 포트에서 덮개와 물로 브레이즈를 뿌립니다. 장점 : 높은 열전달, 소형 크기; 자동차 배터리에서는 덜 일반적입니다.
1.3 액체 콜드 플레이트 제조의 진화
액체 콜드 플레이트 제조의 핵심 과제는 채널 밀봉, 용접 강도 및 경량 설계의 세 가지 주요 지표에 있습니다.최근 몇 년 동안 프로세스 혁신은 급격한 산업 업그레이드를 주도하고 있습니다.
(1) 마찰 저어 용접 (FSW) : 고출성 밀봉 과정 대표FSW는 고속 회전 교반 헤드에 의해 생성 된 마찰 열을 통해 재료의 플라스틱 결합을 달성하는 고체 용접 기술입니다. 장점은 중요합니다.
녹는 용접 없음 :열 균열과 다공성을 피하면 용접 강도가 기본 재료의 95% 이상에 도달하여 냉각수 누출 위험을 제거합니다.
다른 재료와의 호환성 :필러가없는 알루미늄, 구리 및 마그네슘과 같은 경량 재료의 용접을 지원하여 제조 비용을 줄입니다.
복잡한 채널을 지원합니다.3D 표면과 마이크로 채널을 용접하여 열 전달 효율을 최적화 할 수 있습니다.
(2) 레이저 용접 : 지능적이고 고효율알루미늄 합금 액체 액체 콜드 플레이트 용접에서 전통적인 공정은 높은 반사율, 산화물 층 침투의 어려움 및 고속 용접 변형과 같은 도전에 직면합니다. Huagong Laser는 빔 에너지 제어 기술과 지능형 제어 시스템을 통합하여 EV 배터리 액체 액체 콜드 플레이트 용 자동 레이저 용접 스마트 장비를 출시하여 세 가지 주요 획기적인 획기적인 혁신을 달성했습니다. 즉, 고등 반등 알루미늄에 안정적인 깊이 용접, 마이크로 카네넬의 정확한 밀봉, 용접 형태의 40% 감소.
(3) 복합 충전 공정 : 경량 및 열 확산 시너지항공 우주 및 고급 EV의 가벼운 요구 사항을 충족시키기 위해 복합 액체 콜드 플레이트가 새로운 방향이되었습니다. Xi'an Fusion Materials Technology의 솔루션은 금속 케이싱을 배출하여 얇은 벽으로 된 공동을 형성하고, 높은 열전도도 분말 (밀도 <2.0 g / cm³)과 바인더의 혼합물로 채워서 하단 밀봉 플레이트를 뜨거운 압박과 용접합니다. 이 설계는 액체 콜드 플레이트의 무게를 30%줄이고 높은 열전도율을 유지하고 큰 배터리 모듈의 냉각 요구 사항을 충족시킵니다.
2. 직접 콜드 플레이트 :“열 소산 개척자”
액체 차가운 플레이트와 달리 직접 콜드 플레이트는 배터리 표면에 직접 접촉하여 열을 전도합니다.
직접 콜드 플레이트는 일반적으로 배터리 모듈의 바닥에 배치됩니다. 직접 콜드 플레이트를 통한 냉매의 흐름 동안, 위상 변화는 열을 흡수하여 배터리에 의해 생성 된 열을 운반합니다.직접 콜드 플레이트에는 냉각수 순환 시스템이 필요하지 않으며, 구조가 더 간단하고, 더 빨리 반응하며, 배터리의 국부 온도를 짧은 시간에 빠르게 줄일 수 있습니다.
평평한 직접 콜드 플레이트: 배터리 모듈에 밀접하게 맞을 수있는 매끄럽고 평평한 표면으로 높은 열전도율이 높은 재료로 만들어졌습니다. 일반 구조물이있는 배터리 팩에 적합합니다.
직접 콜드 플레이트 모양 :배터리 모듈의 모양에 따라 맞춤화되면 불규칙한 배터리 표면에 맞아 각 셀이 효과적인 냉각을받을 수 있습니다. 개인화 된 배터리 설계에 널리 사용됩니다.
제조 공정 : 정확한 적합이 핵심입니다
직접 콜드 플레이트 제조의 핵심은 재료 선택 및 가공 정밀도에 있습니다.열전도율이 우수한 고순도 알루미늄 합금 또는 구리가 일반적으로 사용되며 CNC 가공, 레이저 절단 및 기타 공정이 적용되어 배터리와 완벽하게 일치하는 모양을 만듭니다. 표면 처리도 매우 중요합니다. 양극화 또는 코팅 후, 직접 콜드 플레이트의 내식성 및 열전도율이 더욱 개선된다.
요약
"활성 온도 제어"가 기술 업그레이드의 핵심이되고 "복합 구조"는 제조에 대한 수요가 높아져 올바른 기술 경로 찾기, 생산 공정 최적화 및 성능 균형 비용이 모든 실무자가 직면 해야하는 과제가되었습니다.
