В сфере EV безопасность батареи и производительность критически зависят от эффективного теплового управления. Среди ключевых компонентов в
системы теплового управления аккумулятором, охлаждающая тарелка играет центральную роль. Он регулирует температуру батареи путем циркуляционной охлаждающей жидкости через внутренние каналы потока, удаляя избыточное тепло, генерируемое во время циклов зарядки и разгрузки, или переносив тепло в батарею в холодных средах - постоянно оптимальная рабочая температура.
Батарея холодные пластиныОбычно классифицируются на два основных типа на основе метода охлаждения: системы жидкого охлаждения и прямых систем охлаждения хладагента. Системы жидкого охлаждения используют смесь с водой-гликолем или аналогичную охлаждающую жидкость, которая циркулирует через внутренние каналы в холодной пластине, чтобы поглощать и переносить тепло от батареи. Это наиболее широко используемый метод в электромобилях из -за его надежности и зрелости. В отличие от этого, системы прямых охлаждения хладагента используют хладагент в качестве рабочей жидкости, протекающей непосредственно через холодную пластину, чтобы удалить тепло. Этот подход устраняет необходимость в промежуточной петле охлаждающей жидкости и может обеспечить более высокую эффективность охлаждения и простоту системы, что делает его подходящим для компактных или высокопроизводительных применений. В этой статье мы подробно расскажем о жидких охлаждающих пластинах.
1. Типы жидких охлаждающих пластин
В настоящее время рынок предлагает различные конструкции жидких охлаждающих пластин, каждая из которых имеет различные принципы формирования, преимущества и недостатки. Наиболее широко используемые типы включают штампованные пластины, экструдированные пластины и серпентинские трубки (арфа) структуры.
Охлаждающая тарелка с печатью
Плоты штампов изготавливаются путем нажатия листов алюминиевых сплавов, чтобы сформировать внутренние каналы потока охлаждающей жидкости. Благодаря пластичности и силе алюминиевого сплава, этот метод поддерживает интеграцию охлаждающих пластин в конструкциях CTP (Cell-To-Pack) и CTC (Cell-Chassis). Охлаждающие пластины с штаммом обеспечивают гибкую конструкцию пути потока, повышая эффективность теплообмена и стабильность продукта.
PROS: высокая гибкость конструкции, хороший контакт с поверхностью, эффективное рассеяние тепла, отличная масштабируемость производства и сопротивление высокого давления.
cons: более высокая стоимость, относительно строгая поверхностная плоскостность и требования к точности сборки.
Экструдированная охлаждающая пластина
Экструдированные пластины изготавливаются путем вытягивания алюминиевых профилей для создания внутренних каналов потока. Они оснащены двумя плоскими поверхностями, которые позволяют прямой контакт с батарельными ячечками, максимизируя площадь поверхности тепловой рассеивания.
PRO: высокая эффективность производства, надежная структура, низкая стоимость и высокая грузоподъемность.
Конты: неровная толщина стенки может влиять на сопротивление давлению; Жесткая структура может ограничить использование пространства в компактных конструкциях.
Змеиная трубка (арфическая трубка) охлаждающая пластина
Этот тип использует алюминиевые трубки, образованные в каналах потока, и приваренные к коллекторам на обоих концах. Он обычно используется в конструкциях CMP (Cell-Module-Pack) из-за своей простой структуры, низкого веса и низкой стоимости.
PROS: низкая стоимость, легкая, простая структура и простая в обработке.
Кансы: отдельный канал потока ограничивает эффективность теплопередачи; Небольшая площадь контакта снижает эффективность охлаждения; Не идеально подходит для энергетических батарейных систем.
Сравнение таблицы
Тип принцип преимущества недостатков
Змеиная трубка, образованная нажатием и сварной низкой стоимостью, легкой, простой структурой ограниченной поток, небольшой площади контакта, средней рассеиванием тепла, слабой грузоподъемностью.
Гибкая конструкция штамповкой и сварки штампов
Экструдированная экструзия образование и точное герметизация высокая эффективность, низкая стоимость, надежное сложное уплотнение, поверхностная плоскость влияет на контакт, не подходит для конструкций на основе винтов
2. Ключевые факторы для выбора охлаждающей пластины
Тепловые характеристики
Верхняя способность рассеивания:
Конструкция пути потока значительно влияет на теплопередачу. Площные пластины обеспечивают высокую гибкость, что позволяет повысить тепловой поток и повысить эффективность. Обычно используются алюминиевые сплавы с хорошей теплопроводностью (150–250 Вт / м · к).
Целевая единообразие:
Единая температура необходима для консистенции батареи. Многоканальные конструкции потока, особенно в экструдированных пластинах, помогают минимизировать градиенты температуры.
Механические характеристики
Прочность на давление и сопротивление давлению:
Охлаждающие пластины должны противостоять механическому сжатию из батареи и внутреннего давления охлаждающей жидкости. В то время как экструдированные пластины предлагают надежную структуру, неровная толщина стенки может снизить допуск на давление. Плоты штата полагаются на качество пайки, чтобы обеспечить долговечность.
Вибрация и воздействие сопротивления:
Вибрационное тестирование в рамках GB38031 может обнародовать недостатки. Гарфу трубки могут ослабевать в сварных швах. Неправильно спроектированные штампованные тарелки рискуют усталостными трещинами. Экструдированные пластины, как правило, сильны, но плохая амортизация суставов может привести к повреждению.
Материальные характеристики
Интемальная проводимость:
Алюминиевые сплавы достигают баланса между весом, стоимостью, обработкой и тепловыми характеристиками.
Сопротивление коррозии:
Длительное воздействие охлаждающей жидкости может вызвать коррозию, истончение стен или утечки. Поверхностные обработки, такие как анодирование, усиливают коррозионную стойкость, но экстремальные уровни рН или суровые среды могут ухудшить защитные слои.
Соображения стоимости
Расход затрат на материал:
Трубные пластины арфы являются наиболее экономически эффективными. Площные пластины имеют умеренные затраты, в то время как экструдированные пластины требуют высококачественных профилей, увеличивая расходы.
Расходы на производство:
Штамповка и экструзия включают высокие начальные затраты на инструмент и оборудование. Расширенные методы сварки, такие как сварки трения, увеличивают затраты, в то время как паяка более экономична. Сложные конструкции каналов также добавляют к производственным затратам.
Интеграция с аккумуляторами
Ограниченная совместимость:
Компактные аккумуляторы требуют очень адаптируемых конструкций охлаждающих пластин. Пластины с трубкой арфы подходят для меньших помещений, в то время как штампованные пластины предлагают настраиваемые пути потока. Экструдированные пластины имеют большие контактные области, но меньше пространственной гибкости.
Разрушение установки:
Высокая интеграция и простота сборки повышают эффективность производства. Дизайнеры должны учитывать совместимость с структурой батареи и процессом сборки.
Выбор правильной жидкой охлаждающей пластины включает в себя сбалансировку тепловых характеристик, механическую прочность, коррозионную стойкость, стоимость и требования к интеграции. В то время как штампованные пластины доминируют в конструкциях CTP / CTC следующего поколения, типы экструдированных и арфских труб также имеют значение в определенных сценариях. Понимание этих факторов помогает инженерам сделать осознанный выбор для обеспечения безопасности, надежности и долговечности батарей EV.
