Batteripakke flydende køleplade

Batteripakkets væskekøleplade er en kernekomponent til termisk styring af batterier i nye energikøretøjer, energilagringssystemer og andre industrier. Det opnår effektiv temperaturudligning af batteripakken gennem et metalsubstrat med høj termisk ledningsevne og mikrokanalstrømningskanalstruktur. Dens kerneteknologier omfatter dobbeltsidet køledesign (kontaktområde ≥ 80%), optimering af mikrokanalstrømningsmodstand (trykfald ≤ 50kPa), faseændringsmateriale komposit (varmekapaciteten er øget med 30%), osv., tilpasset varmeudledningsbehovene hos batterier med høj energitæthed (såsom NCM811, LFP) i hurtigopladningsscenarier (≥ 3C) og udladning med høj effekt (≥ 200kW), hvilket sikrer, at temperaturforskellen i batteripakken er ≤ 5 ℃, og levetiden forlænges med 20%.

2. Kernefunktioner

1. Effektiv varmeledning og temperaturkontrol

Termisk ledningsevne:

Data: Substratet er lavet af 6061-T6 aluminiumslegering (termisk ledningsevne 167 W / m · K) eller kobber aluminium komposit struktur (kobber lag tykkelse 1,5 mm, termisk ledningsevne 398 W / m · K), som er 74% -315% højere end traditionel trykstøbt aluminium (96 W / m · K).

Sag: Ningde Era CTP 3.0 flydende køleplate vedtager kobber aluminium komposit substrat, og kontakttermisk modstand reduceres til 0,005 ℃ · i ² / W, som er matchet med nano termisk ledende gel (termisk modstand 0,003 ℃ · i ² / W) for at opnå den termiske modstand mellem batterimodulet og flydende køleplate ≤ 0,01 ℃ · i ² / W.

Temperaturens ensartede ydeevne:

Data: Ved hjælp af dobbelt indgang og dobbelt udgang kanaler (kanalbredde 0,8-1,2mm, dybde 1,5-2mm) og bølgede deflektorer (bølgehøjde 3mm, bølgeafstand 5mm), kontrolleres temperaturforskellen i batteripakken inden for ± 2 ℃ (ved 2C udladningshastighed), hvilket er 60% lavere end den enkelte indgang og enkelte udgang kanalordning.

Test: Når 3M kølevæske (FC-72, specifik varmekapacitet 1,2 kJ / kg · K) cirkuleres med en strømningshastighed på 1,5 m / s, når den konvektive varmeoverførselskoefficient 8000-12000 W / m2 · K, og batteriets højeste overfladetemperatur reduceres med 25 ℃ sammenlignet med naturlig køling.

2. Letvægt og strukturel styrke

Optimering af tæthed:

Data: Tætheden af aluminiumslegering væskekølet plade er 2,7 g / cm ³, som er 69,7% lettere end kobber væskekølet plade (8,9 g / cm ³). Med væskekølet plade Tesla Model 3 som eksempel er vægten af et enkelt stykke reduceret fra 8,5 kg i kobberopløsningen til 2,6 kg, hvilket resulterer i en vægtreduktion på over 50 kg og en stigning i rækkevidden på 3-5%.

Komposit materiale: Ved hjælp af kulfiberforstærket polymer (CFRP) substrat (termisk ledningsevne på 5 W / m · K, tæthed på 1,5 g / cm ³) og metal flow kanal komposit, vægten reduceres yderligere med 40%, velegnet til ultra lette scenarier som drone batteripakker.

Mekaniske egenskaber:

Data: Udbytte styrke ≥ 240MPa (T6 tilstand), slagbestandighed (Charpy V-notch) ≥ 25J / cm ², bestående kolde og varme slagprøver (1000 cyklusser) fra -40 ℃ til 120 ℃ uden revner, egnet til hårde arbejdsforhold af batteripakke vibration acceleration 15g (kontinuerlig i 10 timer).

Tætning: Lasersvejsning strømningskanal anvendes (svejsestyrke ≥ 80% af substratstyrken), helium massespektrometer lækage detektor registrerer lækage rate ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa·m³/s, hvilket reducerer risikoen for lækage af kølevæske med 99%.

3. Korrosionsbestandighed og pålidelighed

Overfladebehandling:

Data: Substratoverfladen er belagt med nikkelfosforbelagning (tykkelse 5-10 μm) eller nanokeramisk belægning (hårdhed HV 800-1000), og saltsprøjtetesten (ASTM B117) viser ingen korrosion efter 2000 timer, hvilket er 6,7 gange mere korrosionsbestandigt end almindelig maling (300 timer).

Sag: BYD Han EV flydende køleplade vedtager nikkel fosfor belægning og organisk silicium forsegling behandling, som er velegnet til ekstreme miljøer som høj fugtighed i Hainan og saltholdig alkali land i nord. Vedligeholdelsesomkostningerne reduceres med 70 % i løbet af 10 års levetid.

Frostbestandighed:

Data: Strømningskanalens design reserverer 5% ekspansionsplads, kombineret med ethylenglykolbaseret kølevæske (frysepunkt -40 ℃), og har bestået temperaturcyklustester (500 cyklusser) fra -50 ℃ til 120 ℃ uden deformation. Sammenlignet med rene vandkølesystemer er frostbestandigheden øget med 20 gange.

Anti-tilstopping design: En 200 mesh rustfrit stål filter skærm er installeret ved indgangen af ​​strømningskanalen, kombineret med en kølevæske online filtrering enhed (filtrering nøjagtighed på 10 μm), med en urenhed fjernelse hastighed på ≥ 99%, for at undgå mikrokanal blokering.

4. Omkostningseffektivitet og masseproduktionskapacitet

Produktionsomkostninger:

Data: Omkostningerne ved en enkelt væskekølet plade af aluminiumslegering er $ 15-25 (batchstørrelse på over 100.000 stykker), hvilket er 60% lavere end kobberopløsningen og 40% lavere end stempling + lodningsprocessen. Formudviklingscyklussen er 20-30 dage, med en produktionskapacitet på 5000 stykker pr. dag (8 timer), velegnet til storskalaproduktion.

Processsammenligning: Friction Stir Welding (FSW) erstatter traditionel lodning, hvilket øger svejseeffektiviteten med tre gange, reducerer energiforbruget med 50% og øger svejsestyrken med 40%. Det er velegnet til komplekse kanalstrukturer.

Tilpasningsfleksibilitet:

Data: Understøtter tilpasset design med kanalbredde på 0,5-2mm og dybde på 1-3mm, med en kompleksitetsfaktor på ≤ 8 (omkrets ² / område). Det kan opnå gradient kanal (indgangsbredde 1,2 mm → udgang 0,8 mm), 3D buede kanal og andre uregelmæssige strukturer, tilpasning til forskellige batterimodullayouts.

Typiske anvendelsesscenarier og løsninger

1. Ny energi køretøj strømbatteri

Rent elektrisk køretøj (BEV):

Struktur: Dobbeltlags mikrokanal flydende køleplade (kanalafstand på 1,5 mm, dybde på 2 mm), integreret med eksplosionssikre ventil installation huller, batterimodul fastgørelse slots og isoleringslag (tykkelse på 0,1 mm).

Ydelse: Egnet til 800V højspændingsplatform, med en batteripakkets temperaturforskel på ≤ 3 ℃ og en termisk modstand på 0,02 ℃ / W under hurtig opladning (≥ 3C), hvilket opfylder kravet om en levetid på 10 år / 1,2 millioner kilometer.

Hybrid elektrisk køretøj (HEV):

Struktur: Kobber aluminium komposit væskekølet plade (kobber lag 1mm + aluminium lag 5mm), overflade nikkelbelagt elektromagnetisk afskærmning, indbygget faseændring materiale (PCM) varmeabsorberende lag (smeltepunkt 45 ℃).

Sag: Toyota Prius batteripakke væskekølet plade, IGBT-forbindelsestemperatur ≤ 120 ℃ ved toppeffekt på 150 kW, reduceret med 20 ℃ sammenlignet med ren aluminiumsløsning, og termisk løberisiko reduceret med 80%.