水冷板企业商机

散热器与水冷板

散热器. 一般是通过液体循环来换热的,叫radiator,很多也叫heat exchanger,也就是换热器的意思,比如汽车里边的翅片式散热器; 若是直接与电子元件器件接触而进行散热的装置,此类散热器,一般翻译为cooler, 比如 CPU cooler , 电脑散热器。同时,也有些人把散热片,heatsink , 也叫做散热器。严格来说,散热片是没有风扇的,只是五金制品,风冷散热器是由散热片与风扇组合在一起的。散热器是将设备的热量直接散发在外界。水冷板,国外叫cold plate ,直译叫冷板,国内很多译成water cooling plate, 或liquid cooling plate. 这是一种通过液冷换热的元件,原理是在金属板材内加工形成流道,电子元件安装于板的表面(中间涂装导热介质),冷却液从板的进口进入,出口出来,把元件的发出的热量带走。水冷板流道形成的工艺常见的有:摩擦焊、真空钎焊、埋铜管、深孔钻等。

把散热器理解为换热器的话,那么,散热器+水冷板+水泵+管路,就形成了一个完整的液冷系统。水冷板负责吸收发热件的热量传导到流经液体中,散热器则负责用翅片吸收被加的液体中热量,再通过外界的空气与翅片表面热交换,达到给元器件降温制冷的目的。


水冷板使用时,需要注意哪些问题呢?福建购买水冷板供应商

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冷却液溢出原理可能性分析

对于宏电池的说法,由于液冷板与接头和焊料材料之间存在着差异,因此焊接处可能发生电化学反应从而生成氢气,这是有可能的,正因如此在使用3 系铝合金替代9 系铝合金的试验中,产气现象得到了明显改善。

对于铝和乙二醇之间发生反应产生气体的说法,该说法不能作为主要的产气原因。虽然铝合金醇化反应和乙二酸腐蚀反应会产生气体,但是一方面冷却液中有抑制剂防止腐蚀,另一方面醇化反应不可持续,乙二酸腐蚀是长期氧化的结果,都与短期的试验结果不符,因此该反应不是问题的主要原因。

对于氟氯酸钾助焊剂与乙二醇之间反应导致气体产生的观点,即产气现象与硅偏析现象之间有着密切的联系。该现象与当前所遇到的问题较为接近,但也是只有现象而无具体的化学反应原理。因此若要进行进一步研究,则可以通过探究硅偏析现象的来源从而找到问题和原理。


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水冷散热技术在超级计算机和大功率IGBT模块中的应用越来越频繁,水冷板的需求也在不断增长。水冷板在生产时保证***、高效率,这也受到业界的关注。现有技术中的水冷板都是一种内置水道的密封板状结构,生产时通常采用铝板内通过CNC工艺加工流道,然后再进行焊接密封,或者是采用铝板内嵌入铜管的方式制作而成,而水冷板在出货时务必要保证内部密封结构的保压及密封性,现有的测试方式是采用在管道内或者高压气瓶内的压缩气体充入水冷板内,然后在水冷板可能存在泄漏的地方涂抹肥皂水来观察是否有泄漏,此种方法简陋,可靠性较差。


为了解决用户对于续驶里程的焦虑,新开发的电动汽车平台电池系统能量越来越大,冷却板在热管理系统热量传递关键部件,其设计的好坏直接影响热管理性能。

冷却板的设计形式及其布置位置也是多种多样的,主要根据电池的类型,电池系统整体的布置来确定。加之为了保证大能量电池包温度均匀性,整个热管理系统基本都采用多并联支路设计,冷却流道越长,温度均匀性控制越困难,例如特斯Model X单冷却管道长度约5.2m到model3单冷却管道变为约1.9m,通过初步CFD计算,电池系统整体均匀性有了很大提高。例如像主流OEM的先进动力电池热管理系统的水冷板的布置及串并联方式。


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液冷板一体化与集成化

随着单电芯能量密度达到一定瓶颈之后,只能靠提高PACK成组率来提高整包的能量密度了,为了往电池包内塞进更多的电

芯,模组越做越大,甚至取消掉模组这个概念,直接往箱体上堆电芯,这就是CTP。与此同时,电池水冷板也朝着大板子

的方向发展,要么就是选择集成到箱体或者模组,要么就是做成一大块冲压板平铺于箱体底部或者盖在电芯顶面。

比较有意思的是,口琴管水冷方案从面世以来都是以整体铺设居多,就比如Audi的e-tron的电池包三明治方案,但是现在

反而冲压板相对来说多见一些,我想重要的原因有三: 设计的可变性,换热面积上的优势以及结构强度上的优势。虽然

大的冲压板模具费较贵,但是从现在几个大厂的选择和实际应用角度来看应该是个趋势。



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水冷板正确安装方法,你知道吗?福建购买水冷板供应商

热管散热:大体是在真空的管体内形成自我散热循环,但该方案不能做大型的冷板,同时不便维修。

埋管散热:埋管散热制作成本较低,在铝板内铣出槽道,按槽道埋进铜管形成密闭通道。铜管与铝板之间用胶质物填充。该方案能够满足散热要求,但缺点是局部不能形成较大的散热区间,无法满足某些结构件的散热要求。

整体冷板:直接在铝板中铣槽,盖板焊接形成通道,这就需要选择一种焊接工艺对底板与盖板封焊,前期选用的是钎焊工艺,钎焊的缺点是钎料容易流失,流失的钎料会堵塞水道,流失钎料的位置会出现未焊合的现象,导致水道漏水。成品率的高低受制于人工的熟练程度、责任心、钎料的一致性、炉内火候的把握,成品率大概是80%。太多的不确定因数导致采用这种工艺焊接液冷板不可靠,尤其是重要结构件上更是排斥这种工艺。


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上海威特力热管散热器股份有限公司于2002年04月12日成立。法定代表人姚勇,公司经营范围包括:热管散热器设计、制造、销售服务,电源设备、电力半导体器件散热器、 热管换热器、机电设备设备控温系统销售服务等。
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