针对液冷板产气现象,研究发现液冷板产气现象在当前使用的产品中是不可避免的,因此只能采取阻止产气的措施来保证电池热管理系统的正常运行。
不考虑液冷板的结构因素,产气位置主要在液冷板焊接处,因此在液冷板生产的过程中必须对其进行严格的验证从而杜绝产气现象产生;从原理角度,认为产气现象可能与形成宏电池、液冷板与冷却液间发生化学反应和硅偏析现象有关联。其中氟铝酸钾助焊剂焊接后与乙二醇冷却液之间发生的硅偏析现象与产气现象之间的关联程度较高。
因此可以针对焊接部分,通过改善焊接材料成分、调整冷却液添加剂成分和改变助焊剂成分和焊环厚度三方面来对液冷板产气现象进行改善。
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小型冲压板与口琴管的时代
随着液冷板市场把眼光投向了更轻便的冲压板和口琴管,钎焊工艺的水冷板登上了历史舞台。先来说说钎焊这个工艺,其
实钎焊在汽车工业应用广且成熟,汽车的前端散热器、冷凝器和板式换热器等都采用此工艺,一般采用3系的铝材在焊
接的位置涂上焊料然后过高温(600℃左右)钎焊炉使焊料融化焊接而成,所以相对来说工序较简单。
虽然他们采用同一种工艺,但是应用上有所区别。冲压板首先要将一块平板冲压出设计好的流道,流道深度一般在2-
3.5mm,在用另一块平板与之焊接在一起,两块板厚可以在0.8-1.5mm不等。
而口琴管之所以叫口琴管是因为流道的横截面类似口琴管形状,当年的宝马i3就是用的口琴管,而特斯拉也一直非常钟情
于口琴管。一般口琴直管方案的两端是集流体起汇流作用,所以内部的流向只能直来直去,并不能像冲压板那样随意设计
,有一定的局限性。
然而,当时的冲压板单板并不大,纯电较大电量的电池包需要6-8块,加上SAE的快插接头与管子,外加支撑泡棉与导热垫
,一套成本得上千,而采用口琴管能便宜30%以上,巨大的成本优势。
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一种常见的制造技术是把一个超大型的管放入通道并铣掉顶部。然而,这种昂贵的技术会产生不同厚度的管段,影响结构完整性和性能。
另一种选择是将管子嵌入到冷板表面以下,并添加铜镶件来平整表面。这种技术既昂贵又限制了性能——冷却管距离被冷却的部件更远,而且在冷却管和插入件之间需要额外的环氧树脂层,进一步降低了性能。
精心设计的专有锁定功能和专有的压制技术,确保管与板表面齐平,提供良好的热接触部件被冷却。这种制造方法还保证了管与板之间良好的金属间接触,保证了优异的热工性能,并且不需要环氧树脂。测试对比的结果表明了压锁技术与环氧树脂制造的冷板相比的性能优势。
镶嵌铜管水冷板质量评估
在评估管状冷板的质量时,重要的考虑是连续油管,无环氧树脂的结构,以及展示设计专业知识和精心制造的整体外观。其他你可能也要记住的因素是配件的选择和尺寸的选择。许多制造商提供一些标准尺寸的产品,它们的价格通常比定制设计要便宜得多。如果你可能需要一个定制的冷板而不是一个现成的设计,明智的选择一个可以提供完整的定制设计能力的制造商,包括热建模和分析,而不是一个简单的提供“建造打印”冷板。
影响水冷板性能的因素有哪些?
电池组与水冷板
随着现代科技的发展,各种类型电动汽车散热器的正在应用于社会的各个角落。电池包作为电动汽车上装载有电池组的主要储能元件,是电动汽车的关键部件,直接影响到电动汽车的性能。
主动风冷、被动风冷利用空气流动换热,成本低,系统简单,但同时系统密封性差导致升温效率低,同时无法有效均衡温度,受环境温度影响较大。
直冷方案直接在电池附近相变,降温效果比较好,但无法通过相变材料加热,同时对系统控制的要求较高。
液冷系统通过制冷和换热两条回路在满足功能型需求上有一定优势,但同时有成本高、系统复杂等劣势 。
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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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