حزمة البطارية لوحة التبريد السائل

لوحة التبريد السائل للبطارية هي مكون أساسي لإدارة البطاريات الحرارية في مركبات الطاقة الجديدة وأنظمة تخزين الطاقة وغيرها من الصناعات. إنه يحقق معادلة درجة الحرارة الفعالة لحزمة البطارية من خلال ركيزة معدنية عالية التوصيل الحراري وهيكل قناة تدفق القناة الدقيقة. وتشمل تقنياتها الأساسية تصميم التبريد مزدوج الجانبين (منطقة الاتصال ≥ 80٪) ، وتحسين مقاومة تدفق القنوات الدقيقة (انخفاض الضغط ≤ 50 كيلوباس) ، ومواد تغيير المرحلة المركبة (زيادة القدرة الحرارية بنسبة 30٪) ، إلخ ، تتكيف مع احتياجات تبديد الحرارة للبطاريات ذات الكثافة العالية للطاقة (مثل NCM811 ، LFP) في سيناريوهات الشحن السريع (≥ 3 درجة مئوية) والتفريغ عالي الطاقة (≥ 200 كيلوواط) ، مما يضمن أن الفرق في درجة حرارة حزمة البطارية هو ≤ 5

2، الميزات الأساسية

1. موصل الحرارة الفعالة والتحكم في درجة الحرارة

التوصيل الحراري:

البيانات: الركيزة مصنوعة من سبيكة الألومنيوم 6061-T6 (الموصل الحراري 167 واط / م · ك) أو هيكل مركب الألومنيوم النحاسي (سمك طبقة النحاس 1.5 مم ، الموصل الحراري 398 واط / م · ك) ، وهو أعلى بنسبة 74٪ -315٪ من الألومنيوم التقليدي (96 واط / م · ك).

حالة: نينغدي عصر CTP 3.0 لوحة التبريد السائل يعتمد الركيزة المركبة من النحاس والألومنيوم ، ويتم تقليل المقاومة الحرارية للاتصال إلى 0.005 ℃ · في ² / W ، والتي تتطابق مع هلام موصل حراري نانو (المقاومة الحرارية 0.003 ℃ · في ² / W) لتحقيق المقاومة الحرارية بين وحدة البطارية ولوحة التبريد السائل ≤ 0.01 ℃ · في ² / W.

أداء توحيد درجة الحرارة:

البيانات: باستخدام قنوات المدخل المزدوج والمخرج المزدوج (عرض القناة 0.8-1.2mm ، وعمق 1.5-2mm) والمحرفات الموجية (ارتفاع الموجة 3mm ، مسافة الموجة 5mm) ، يتم التحكم في فرق درجة الحرارة في حزمة البطارية في حدود ± 2 ℃ (بمعدل التفريغ 2C) ، وهو أقل بنسبة 60٪ من مخطط قناة المدخل الواحد والمخرج الواحد.

اختبار: عندما يتم تدوير سائل التبريد 3M (FC-72 ، سعة حرارية محددة 1.2 كيلوجيول / كيلوغرام · كيلوغرام) بمعدل تدفق 1.5 متر / ثانية ، يصل معامل نقل الحرارة الحواطي إلى 8000-12000 واط / متر مربع · كيلوغرام ، ويتم تقليل أعلى درجة حرارة سطح البطارية بنسبة 25 ℃ مقارنة بالتبريد الطبيعي.

2. خفيفة الوزن والقوة الهيكلية

تحسين الكثافة:

البيانات: كثافة لوحة سبيكة الألومنيوم المبردة السائلة هي 2.7g / سم مكعب ، والتي هي 69.7٪ أخف من لوحة النحاس المبردة السائلة (8.9g / سم مكعب). على سبيل المثال ، تم تخفيض وزن قطعة واحدة من 8.5 كيلوغرام في محلول النحاس إلى 2.6 كيلوغرام ، مما أدى إلى تخفيض الوزن بأكثر من 50 كيلوغرام وزيادة في النطاق بنسبة 3-5٪.

المواد المركبة: باستخدام الركيزة البوليمرية المعززة بألياف الكربون (CFRP) (الموصلية الحرارية 5 واط / م · ك ، الكثافة 1.5 غرام / سم مكعب) ومركبة قناة التدفق المعدنية ، يتم تقليل الوزن بنسبة 40٪ ، مناسبة للسيناريوهات الخفيفة للغاية مثل حزم بطاريات الطائرات بدون طيار.

الخصائص الميكانيكية:

البيانات: قوة العائد ≥ 240MPa (دولة T6) ، مقاومة التأثير (Charpy V-notch) ≥ 25J / سم ² ، تمرير اختبارات التأثير الباردة والساحة (1000 دورة) من -40 ℃ إلى 120 ℃ دون شقوق ، مناسبة لظروف العمل القاسية لتسارع اهتزاز حزمة البطارية 15g (مستمر لمدة 10 ساعات).

الختم: يستخدم قناة تدفق اللحام بالليزر (قوة اللحام ≥ 80٪ من قوة الركيزة) ، كاشف تسرب طيف كتلة الهيليوم يكتشف معدل التسرب ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa · m³ / s ، مما يقلل من خطر تسرب سائل التبريد بنسبة 99٪.

3. مقاومة التآكل والموثوقية

معالجة السطح:

البيانات: يتم تغطية سطح الركيزة بطلاء النيكل الفوسفور (سمك 5-10 ميكرومتر) أو طلاء السيراميك النانو (صلابة HV 800-1000) ، ويظهر اختبار رش الملح (ASTM B117) عدم التآكل بعد 2000 ساعة ، وهو 6.7 مرات أكثر مقاومة للتآكل من الطلاء العادي (300 ساعة).

القضية: تعتمد لوحة تبريد السائل BYD Han EV طلاء الفوسفور النيكلي ومعالجة ختم السيليكون العضوي ، والتي تناسب البيئات المتطرفة مثل الرطوبة العالية في هاينان والأراضي القلوية المالحة في الشمال. تخفض تكلفة الصيانة بنسبة 70٪ خلال عمر الخدمة لمدة 10 سنوات.

مقاومة الصقيع:

البيانات: تصميم قناة التدفق يحتوي على مساحة توسع بنسبة 5٪، جنبا إلى جنب مع سائل التبريد القائم على الإيثيلين غليكول (نقطة التجمد -40 ℃) ، وقد اجتاز اختبارات دورة درجة الحرارة (500 دورة) من -50 ℃ إلى 120 ℃ دون تشوه. بالمقارنة مع أنظمة تبريد المياه النقية ، تزيد مقاومة الصقيع بمقدار 20 مرة.

تصميم مكافحة الانسداد: يتم تثبيت شاشة فلتر فولاذ المقاوم للصدأ 200 شبكة في مدخل قناة التدفق ، جنبا إلى جنب مع جهاز ترشيح سائل التبريد عبر الإنترنت (دقة الترشيح 10 ميكرومتر) ، مع معدل إزالة الشوائب ≥ 99٪، لتجنب انسداد القناة الدقيقة.

4. فعالية التكلفة وقدرة الإنتاج الضخم

تكلفة التصنيع:

البيانات: تكلفة لوحة مبردة سائلة واحدة من سبيكة الألومنيوم هي 15-25 دولارًا (حجم الدفعة أكثر من 100000 قطعة) ، وهو أقل بنسبة 60٪ من محلول النحاس وأقل بنسبة 40٪ من عملية الختم + اللحام. دورة تطوير القالب هي 20-30 يومًا ، مع قدرة إنتاج 5000 قطعة يوميًا (8 ساعات) ، مناسبة للإنتاج على نطاق واسع.

مقارنة العملية: يحل لحام الاحتكاك (FSW) محل اللحام التقليدي، وزيادة كفاءة اللحام بثلاث مرات، وتقليل استهلاك الطاقة بنسبة 50٪، وزيادة قوة اللحام بنسبة 40٪. وهي مناسبة لهياكل القنوات المعقدة.

مرونة التخصيص:

البيانات: يدعم تصميم مخصص مع عرض القناة 0.5-2mm وعمق 1-3mm ، مع عامل تعقيد ≤ 8 (المحيط ² / المنطقة). يمكن تحقيق قناة التدرج (عرض المدخل 1.2mm → منفذ 0.8mm) ، قناة منحنية ثلاثية الأبعاد وغيرها من الهياكل غير المنتظمة ، والتكيف مع تخطيطات وحدات البطارية المختلفة.

سيناريوهات التطبيق والحلول النموذجية

1. الطاقة الجديدة بطارية الطاقة السيارة

السيارة الكهربائية النقية (BEV):

الهيكل: طبقة مزدوجة من لوحة التبريد السائل القناة الدقيقة (مسافة القناة 1.5 مم ، عمق 2 مم) ، متكاملة مع ثقوب تركيب صمام مقاوم للانفجار ، فتحات تثبيت وحدة البطارية ، وطبقة العزل (سمك 0.1 مم).

الأداء: مناسبة لمنصة الجهد العالي 800V ، مع فرق درجة حرارة حزمة البطارية ≤ 3 ℃ ومقاومة حرارية 0.02 ℃ / W أثناء الشحن السريع (≥ 3C) ، وتلبية متطلبات عمر 10 سنوات / 1.2 مليون كيلومتر.

السيارات الكهربائية الهجينة (HEV):

الهيكل: النحاس الألومنيوم المركب السائل تبريد لوحة (طبقة النحاس 1 مم + طبقة الألومنيوم 5 مم) ، سطح النيكل المطلي درع كهرومغناطيسي، مدمجة في مادة تغيير المرحلة (PCM) طبقة امتصاص الحرارة (نقطة الذوبان 45 ℃).

حالة: لوحة تبريد السائل لبطارية تويوتا بريوس ، ودرجة حرارة تقاطع IGBT ≤ 120 ℃ عند ذروة الطاقة 150 كيلوواط ، وتقلل بنسبة 20 ℃ مقارنة بحل الألومنيوم النقي ، وتقلل خطر الهروب الحراري بنسبة 80٪.