แบตเตอรี่แผ่นระบายความร้อนของเหลว

แผ่นระบายความร้อนของเหลวแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบหลักสําหรับการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ในยานพาหนะพลังงานใหม่ ระบบเก็บพลังงาน และอุตสาหกรรมอื่น ๆ มันบรรลุการเท่าเทียมกับอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ผ่านพื้นผิวโลหะที่มีความนําความร้อนสูงและโครงสร้างช่องไหล เทคโนโลยีหลักของมันรวมถึงการออกแบบระบายความร้อนสองด้าน (พื้นที่สัมผัส ≥ 80%), การปรับปรุงความต้านทานการไหลของไมโครช่อง (ความดันลดลง ≤ 50kPa), วัสดุคอมโพสิตการเปลี่ยนเฟส (ความจุความร้อนเพิ่มขึ้น 30%) เป็นต้น ปรับให้เหมาะกับความต้องการในการกระจายความร้อนของแบตเตอรี่ความหนาแน่นของพลังงานสูง (เช่น NCM811, LFP) ใน

2 คุณสมบัติหลัก

1. การนำความร้อนและควบคุมอุณหภูมิที่มีประสิทธิภาพ

ความนําความร้อน:

ข้อมูล: พื้นผิวทำจากอลูมิเนียมโลหะผสม 6061-T6 (ความนําความร้อน 167 W / m · K) หรือโครงสร้างคอมโพสิตอลูมิเนียมทองแดง (ความหนาชั้นทองแดง 1.5 มม., ความนําความร้อน 398 W / m · K) ซึ่งสูงกว่าอลูมิเนียมหล่อแบบดั้งเดิม

กรณี: แผ่นระบายความร้อนของเหลว Ningde Era CTP 3.0 ใช้พื้นผิวคอมโพสิตทองแดงอลูมิเนียมและความต้านทานความร้อนการติดต่อลดลงเป็น 0.005 ℃ · ใน ² / W ซึ่งจับคู่กับเจลนําความร้อนนาโน (ความต้านทานความร้อน 0.003 ℃ · ใน ² / W) เพื่อให้บรรลุความต้านทานความร้อนระหว

ประสิทธิภาพความเป็นเหมือนกันอุณหภูมิ:

ข้อมูล: โดยใช้ช่องทางเข้าและช่องทางออกคู่ (ความกว้างช่อง 0.8-1.2 มม., ความลึก 1.5-2 มม.) และตัวแยกคลื่น (ความสูงคลื่น 3 มม., ระยะคลื่น 5 มม.) ความแตกต่างของอุณหภูมิของแพ็คแบตเตอรี่จะถูกควบคุมภายใน± 2 ℃ (ที่อัตราการปล่อย 2C) ซึ่งต่ำกว

การทดสอบ: เมื่อน้ำระบายความร้อน 3M (FC-72, ความจุความร้อนเฉพาะ 1.2 kJ / kg · K) ถูกหมุนเวียนที่อัตราการไหล 1.5 เมตร / วินาที สัมประสิทธิการถ่ายทอดความร้อนถึง 8000-12000 W / m ² · K และอุณหภูมิพื้นผิวสูงสุดของแบตเตอรี่ลดลง

2. น้ำหนักเบาและความแข็งแรงของโครงสร้าง

การปรับปรุงความหนาแน่น:

ข้อมูล: ความหนาแน่นของแผ่นระบายความร้อนของเหลวของโลหะผสมอลูมิเนียมคือ 2.7g / cm ³ ซึ่งเบากว่า 69.7% ของแผ่นระบายความร้อนของเหลวของทองแดง (8.9g / cm ³) นําหนักของชิ้นเดียวลดลงจาก 8.5 กิโลกรัมในสารละลายทองแดงเป็น 2.6 กิโลกรัม ส่งผลให้น้ำหนักลดลงมากกว่า 50 กิโลกรัมและเพิ่มขึ้น 3-5% ในช่วง

วัสดุคอมโพสิต: การใช้พื้นผิวโพลีเมอร์ที่เสริมสร้างด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) (ความนําความร้อน 5 W / m · K, ความหนาแน่น 1.5 g / cm ³) และช่องไหลโลหะคอมโพสิต น้ำหนักจะลดลงเพิ่มเติม 40% เหมาะสำหรับสถานการณ

คุณสมบัติทางกลไก:

ข้อมูล: ความแข็งแรงของผลผลิต ≥ 240MPa (รัฐ T6) ความต้านทานต่อการกระแทก (Charpy V-notch) ≥ 25J / cm ²ผ่านการทดสอบการกระแทกเย็นและร้อน (1000 รอบ) จาก -40 ℃ถึง 120 ℃โดยไม่มีรอยแตกเหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่รุนแรงของการเร่งการสั่นสะเทือนแ

การปิดผนึก: ใช้ช่องไหลเชื่อมด้วยเลเซอร์ (ความแข็งแรงของเชื่อม ≥ 80% ของความแข็งแรงของพื้นผิว) เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของเครื่องวัดจุลมวลฮีเลียมตรวจจับอัตราก ⁻⁹ Pa · m ³ / s ลดความเสี่ยงของการรั่วไหลของเหลวเย็น 99%

3. ความต้านทานการกัดกร่อนและความน่าเชื่อถือ

การรักษาพื้นผิว:

ข้อมูล: พื้นผิวพื้นผิวถูกเคลือบด้วยการเคลือบนิกเกิลฟอสฟอรัส (ความหนา 5-10 μm) หรือเคลือบเซรามิกนาโน (ความแข็ง HV 800-1000) และการทดสอบสเปรย์เกลือ (ASTM B117) ไม่แสดงให้เห็นการกัดกร่อนหลังจาก 2000 ชั่วโมง ซึ่งมีความต้

กรณี: แผ่นระบายความร้อนของเหลว BYD Han EV ใช้การเคลือบนิกเกิลฟอสฟอรัสและการรักษาการปิดผนึกซิลิคอนอินทรีย์ซึ่งเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นความชื้นสูงในไฮนานและที่ด่าง ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาลดลง 70% ในช่วงอายุการใช้งาน 10 ปี

ความต้านทานน้ำแข็ง:

ข้อมูล: การออกแบบช่องไหลสำรองพื้นที่ขยาย 5% รวมกับของเหลวเย็นที่ใช้เอทิลีนไกลิคอล (จุดแช่แข็ง -40 ℃) และได้ผ่านการทดสอบรอบอุณหภูมิ (500 รอบ) จาก -50 ℃ถึง 120 ℃ เมื่อเทียบกับระบบระบายความร้อนด้วยน้ำบริสุทธิ์ ความต้านทานต่อความแข็งเพิ่มขึ้น 20 เท่า

การออกแบบป้องกันการอุดตัน: หน้าจอกรองสแตนเลส 200 ตาข่ายติดตั้งที่ทางเข้าของช่องไหลรวมกับอุปกรณ์กรองของเหลวระบายความร้อนออนไลน์ (ความแม่นยำในการกรอง 10 μm) ด้วยอัตราการกำจัดสิ่งสกปรก ≥ 99% เพื่อหลีกเลี่ยงการ

4. ประสิทธิภาพต้นทุนและความสามารถในการผลิตมวล

ค่าใช้จ่ายในการผลิต:

ข้อมูล: ค่าใช้จ่ายของแผ่นระบายความร้อนของเหลวของโลหะผสมอลูมิเนียมเดียวคือ $ 15-25 (ขนาดแบทช์มากกว่า 100000 ชิ้น) ซึ่งต่ำกว่าโซลูชั่นทองแดง 60% และต่ำกว่ากระบวนการปั๊ม วงจรพัฒนาแม่พิมพ์คือ 20-30 วันด้วยกำลังการผลิต 5000 ชิ้นต่อวัน (8 ชั่วโมง) เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่

การเปรียบเทียบกระบวนการ: การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน (FSW) แทนที่การเชื่อมดั้งเดิม เพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมเป็นสามเท่า ลดการใช้พลังงานเป็น 50% และเพิ่มความแข็งแรงของเชื่อม เหมาะสำหรับโครงสร้างช่องทางที่ซับซ้อน

ความยืดหยุ่นในการปรับแต่ง:

ข้อมูล: รองรับการออกแบบที่กำหนดเองด้วยความกว้างของช่อง 0.5-2 มม. และความลึก 1-3 มม. ด้วยปัจจัยความซับซ้อน ≤ 8 (รอบวง ² / พื้นที่) มันสามารถบรรลุช่องอัดเจน (ความกว้างทางเข้า 1.2 มม.) → ปล่อย 0.8 มม.), ช่องโค้ง 3 มิติและโครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมออื่น ๆ ปรับให้เข้ากับการวางแผนโมดูลแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน

3, สถานการณ์และการแก้ไขการใช้งานทั่วไป

1. แบตเตอรี่พลังงานยานพาหนะพลังงานใหม่

รถไฟฟ้าบริสุทธิ์ (BEV):

โครงสร้าง: แผ่นระบายความร้อนของเหลวไมโครช่องสองชั้น (ระยะทางช่อง 1.5 มม. ความลึก 2 มม.) รวมกับหลุมติดตั้งวาล์วป้องกันการระเบิด, ช่องติดตั้งโมดูลแบตเตอรี่และชั้นฉนวน (ความ

ประสิทธิภาพ: เหมาะสำหรับแพลตฟอร์มแรงดันสูง 800V ที่มีความแตกต่างของอุณหภูมิแบตเตอรี่ ≤ 3 ℃และความต้านทานความร้อน 0.02 ℃ / W ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว (≥ 3C) ตอบสนองความต้องการของอายุการใช้งาน

รถไฟฟ้าไฮบริด (HEV):

โครงสร้าง: แผ่นระบายความร้อนของเหลวคอมโพสิตทองแดงอลูมิเนียม (ชั้นทองแดง 1 มม. + ชั้นอลูมิเนียม 5 มม.), ชุบนิกเกิลชุบพื้นผิวป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าวัสดุการเปลี่ยนเฟส

กรณี: แผ่นระบายความร้อนของเหลวแบตเตอรี่ Toyota Prius อุณหภูมิเชื่อมต่อ IGBT ≤ 120 ℃ที่พลังงานสูงสุด 150 กิโลวัตต์ลดลง 20 ℃เมื่อเทียบกับโซลูชั่นอลูมิเนียมบริสุทธิ