Оглавление
1. Почему аккумуляторные батареи нуждаются в охлаждающих тарелках
2. Классификация и применение холодных пластин
3. Процессы охлаждающих пластин
4. Структурная конструкция пластины
5. Коэффициенты клавиш при выборе пластины с охлаждением батареи
6. Испытания на протяженность и воздушную сжатие перед доставкой охлаждающих пластин
7. КОНКЛИЗ
По мере того, как электромобили постепенно движутся в сторону мощной быстрого зарядки (платформа 800 В), сверхвысокой плотности энергии (например, батарея Kirin 255WH / кг) и высокая интеграция (технология CTC / CTB), способность систем хранения энергии также увеличивается. Технология жидкого охлаждения уже стала «обязательной конфигурацией» для аккумуляторов.
Какие типы жидких охлаждающих пластин существуют в качестве ключевых компонентов системы жидкого охлаждения?
Какие типы охлаждающих пластин применяются в призматических, цилиндрических и мешочковых клеточных модулях?
01 Зачем аккумуляторам нужны тарелки охлаждения?
Во время зарядки и разрядки батареи питания или батареи для хранения энергии генерируют большое количество тепла (более серьезное во время быстрой зарядки). Если он не может быть удален вовремя, это может вызвать термический сбег, что приведет к огню или взрыву.
Оптимальная рабочая температура для литий-ионных батарей составляет 25–40 ℃. Превышение этого температурного диапазона не только значительно сокращает срок службы батареи, но и значительно увеличивает риски безопасности при экстремальных температурах.
По сравнению с растворами воздушного охлаждения жидкое охлаждение может достичь плотности теплового рассеивания 5–10 Вт / см², что примерно в 5–10 раз больше, чем у воздушного охлаждения, что значительно улучшит характеристики рассеивания тепловой диссипации аккумуляторных батарей с высокой энергией.
Таблица сравнения:
| Сравнение измерения |
Воздушное охлаждение |
Жидкое охлаждение |
| Эффективность рассеяния тепла |
Низкий (всего 0,5–2 Вт / см²) |
Высокий (5–10 Вт / см², 5–10 раз больше, чем у воздушного охлаждения) |
| Точность контроля температуры |
± 5 ℃ или более (сильно зависит от температуры окружающей среды) |
В пределах ± 2 ℃ (точно контролируется) |
| Применимый сценарий |
Низкоэтажная (диапазон ≤300 км), батареи с низкой интеграцией |
Высокоэтажная (быстрая зарядка / высокая плотность энергии), CTP / Технология CTC |
| Объем и вес |
Требует большого пространства вентиляции, увеличивает вес автомобиля |
Каналы потока тонкие (≤3 мм), высокая интеграция, легкий вес |
Летом:Плотность рассеяния тепла воздушного охлаждения низкая, а температура батареи может достигать более 50 ℃, заставляя зарядную мощность уменьшать и продлить время зарядки.
Зимой: Воздушное охлаждение не может активно нагреть батарею. Батарея должна потреблять дополнительную энергию для поддержания температуры, что приводит к значительному снижению диапазона вождения (20–30%).
С 2020 года технология жидкого охлаждения постепенно применяется в батарейках. В настоящее время жидкое охлаждение в основном заменило воздушное охлаждение. Благодаря непрерывному технологическому прогрессу в будущем охлаждение материала погружения в жидкое охлаждение и изменение фазы.
02. Классификация и применение холодных пластин
1.1 классифицируется по процессу сварки:
Сварка трения:Требует передовых технологий; Дизайн гибкий, производительность хороша, надежность высока, грузоподъемность хороша; Стоимость выше, а вес тяжелый.
Охлаждающая тарелка с плоской трубкой:Низкий технологический порог, простая обработка, низкая стоимость, подходит для массового производства.
Охлаждающая тарелка с штампованной печатью:Более высокий технологический порог, более гибкий дизайн, лучшая производительность, высокая надежность.
Serpentine Tube:Охлаждающая жидкость контактов больше площади батареи, сложный процесс, одиночное применение.
1.2 Основные производственные процессы охлаждающих тарелок
Тип экструзии:
Тип штамповки:
Тип аккордеона:
1.3 Приложения охлаждающей пластины в аккумуляторах:
| Элемент |
Выбор |
| Призматический |
Нанесите пластинку с водяным охлаждением на уровне модуля в нижней части аккумулятора (каналы потока могут быть установлены в корпусе батареи с лисовой батареей), например, сварки сварки с трением / Пластина с плоской трубкой / Печкой из печать |
| Цилиндрический |
Змеидные трубки, переплетенные между цилиндрическими клетками, каждая ячейка контактирует с водопроводной трубкой, например, змеиная трубка |
| Сумка |
Маленькие пластины с водяным охлаждением, интегрированные внутри модуля, интегрированные алюминиевые пластины, например, штампованная пластина |
Охлаждающие пластины для питания аккумуляторов бывают разных форм. Различные конструкции подходят для различных моделей транспортных средств и батарейных систем. Нет универсального стандарта для лучшей охлаждающей пластины. Перед завершением конструкции необходимо провести тепловое моделирование для различных конструкций для сравнения максимальных различий температуры и температуры, выбирая оптимальное общее решение для производительности.
03
Есть три процесса сварки для охлаждающих пластин: пайнг, сварка трений и безтокольная паялка.
Бразинг широко используется в традиционной сварке автомобильной радиатора. Он использует металл расплавленного наполнителя, чтобы намочить основной материал, заполнить разрыв интерфейса и диффундировать основным материалом для подключения деталей. Его преимущество состоит в том, что он может сжечь сложные структуры, а части можно сделать очень тонким.
Сварка трения Использует относительное движение и трение между сварной головкой и конечной поверхностью заготовки для генерации тепла, что заставляет концы достигать термопластичного состояния для завершения сварки. Эта сварка требует, чтобы детали сами имели достаточную прочность.
Без потока пайкиРазработано на основе пайки, позволяя сварным деталям достигать минимальной толщины и веса.
04 Конструкция конструкции охлаждающей пластины
1.1 Выбор материала:
Охлаждающая тарелка пайки: AL-6063-T5
Охлаждающая пластина сварки сварки с трением: AL-3003
1.2 Точки проектирования канала потока:Каналы потока охлаждающих пластин в основном спроектированы в двух типах: двойной петли и односложенный. Различия и критерии отбора следующие:
Двойная петля
Иллюстрация конструкции канала двойного потока
Каналы расположены с минимальными расстояниями в процессе ограничений, с большим количеством циркуляционных петлей, что позволяет батарее нагреваться или охлаждать более равномерно с меньшими температурными различиями.
Одиночная петля
Однополосная иллюстрация канала потока
Каналы расположены с минимальными расстояниями в процессе ограничений, что позволяет батарее нагреваться или охладиться более равномерно.
Критерии отбора:Независимо от типа структуры, двойная петля предпочтительнее, когда позволяет пространство макета, поскольку он позволяет одновременно нагревать и охлаждение, снижая различия в температуре.
1.4 Основные параметры
Сопротивление потока: Разница давления соответствует требованиям технического рисования.
Тепловое сопротивление: Соответствует требованиям рассеяния тепловой диссипации, обеспечивая однородность температуры батареи и требования к повышению температуры.
Разрушение давленияE: Непрерывно давление на охлаждающую пластину до тех пор, пока не произойдет разрушение. Охлаждающая пластина должна противостоять максимальному давлению ≥1 МПа.
Герметичность: Встречает герметичную производительность. Визуально подтверждено без внутренней или внешней деформации, повреждения или структурных изменений.
Высокая и низкая температурная сопротивление: Соответствует требованиям герметичности без деформации или повреждения.
Вибрация долговечность: Нет утечки, никакого механического повреждения после тестирования, а плоскостность поддерживает спецификации рисования.
Существуют также требования к прочности совместной сварки и внутренней устойчивости к внешней коррозии.
05 ключевых факторов для выбора тарелок охлаждения
Качество теплопроводности включает в себя два аспекта: один из них заключается в том, что охлаждающая пластина должна иметь высокий коэффициент теплопроводности, а другой заключается в том, что она должна обеспечить хорошую однородность температуры. Учитывая различные материалы, алюминиевый сплав является лучшим выбором, с теплопроводности 150-250 Вт / (м · к), низкой плотностью, низкой стоимостью и хорошей механизмами. Охлаждающая пластина также должна гарантировать, что разница температур между ячечками в одном аккумуляторном пакете составляет ≤3 ℃. Следовательно, многоканальная конструкция может минимизировать градиенты температуры между ячейками в разных положениях.
- Механические характеристики
Охлаждающие пластины обычно расположены в нижней части корпуса аккумулятора и должны выдерживать сжатые силы из ячеек и давление жидкости от охлаждающей жидкости. Следовательно, они должны иметь достаточную прочность, чтобы предотвратить сбою областей с тонкостенными под высоким давлением. Для питания аккумуляторных батарей также нуждаются в вибрации и воздействии, чтобы предотвратить усталостные трещины, вызванные концентрацией напряжения. Для пакетов хранения энергии, хотя пластины являются неподвижными во время работы, они все равно должны выдерживать определенные силы вибрации и удара во время транспортировки.
- Формирование канала потока
Эквердированные охлаждающие пластины ограничены процессом, а их каналы потока могут быть спроектированы только как прямые линии. Охлаждающие пластины с штампованным охлаждением позволяют гибкий конструкцию канала, улучшая плотность теплового потока и эффективность теплообмена.
06 Очистка и воздухонепроницаемость охлаждающих пластин
Охлаждающие пластины являются критическими компонентами системы жидкого охлаждения аккумулятора, и их чистота и герметичность очень важны.
Если каналы не являются чистыми, поток охлаждающей жидкости будет неровным, а большие частицы могут блокировать поток, снижая эффективность теплопередачи. Примечательно, примеси могут повредить защитный слой оксида на металлических стенках, вызывая коррозию охлаждающей пластины.
(1) Потенциальные точки загрязнения во время производства
A. Во время резки или обрезки масла, резка охлаждающая жидкость и обработка мусора могут легко попасть в каналы.
B. При очистке инструментов с резкой жидкостью металлические фрагменты в жидкости могут легко попасть в каналы охлаждающей пластины.
C. Нелинейные каналы имеют слепые пятна, которые трудно тщательно чистить.
(2) Очистка и защита охлаждающих тарелок
Используйте водяной пистолет высокого давления, чтобы промыть внутренние каналы охлаждающей пластины, чтобы удалить остатки, частицы или другие примеси. После промывки в сборе пластины должны быть высушены, чтобы не оставаться влаги.
Во время обработки иностранные частицы также могут попадать в каналы, поэтому вход и выпуск должен быть запечатан заранее, например, с пылевыми крышками или резиновыми крышками.
(3) Тестирование герметичности охлаждающих пластин
Утечка охлаждающих тарелок - серьезная проблема. Он влияет на поток охлаждающей жидкости, уменьшает рассеивание тепла, может коррозировать оборудование и может даже вызвать короткие замыкания или термический сбег. Следовательно, все охлаждающие пластины должны быть проверены на герметичность перед доставкой.
Погрузите охлаждающую пластину в резервуар для воды и наблюдайте за пузырями, чтобы судить о легкомысленности. Этот метод прост, но требует высыхания потом и редко используется на практике.
Ключевые параметры:давление инфляции, время инфляции, время стабилизации давления и скорость утечки.
Превосходная охлаждающая пластина должна не только обеспечивать достаточное рассеяние тепла, но и иметь разумную конструктивную конструкцию для обеспечения тесного контакта с батареей, максимизируя тепло. С помощью быстрого развития электромобилей и устройств для хранения энергии рыночный спрос на охлаждающие пластины продолжает расти. В будущем ожидается, что технология охлаждающих пластин станет более продвинутой, проектирует более утонченные, и даже новые материалы или интеллектуальные решения могут быть введены для дальнейшего улучшения рассеивания тепла и срока службы. Важно признать значимость конструкции охлаждающих пластин. Это не только ключ к поддержанию стабильной температуры батареи, но и решающей для продления срока службы батареи и обеспечения безопасной работы системы.
