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动力电池冷却微通道冷板的制造工艺和特点

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发表于 2020-7-14 17:09:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
汽车动力电池作为电动汽车的核心部件, 呈现出高功率、大容量发展趋势, 复杂的汽车行驶工况和高温环境导致电池组热量聚集及迅速温升, 影响电池电化学反应性能和循环寿命, 甚至影响热安全。因此, 动力电池的高效冷却已成为保障电池性能的关键技术并获得了重点关注。
电池结构和位置.png
图1 汽车电池的结构和位置
     目前动力电池冷却最常用的处理方式有风冷、液冷和直冷三种,但市场主流采用液冷模式的,典型代表是特斯拉、比亚迪等。液冷模式即电池采用水冷方式换热,一般会增加一个特殊换热器与制冷循环耦合起来,通过制冷剂将电池的热量带走。这种特殊换热器就是微通道冷板。
    冷板是一种单流体(气体、水或其它冷却器)的微通道换热器。冷板可以有效地冷却功率器件、印制板组装件及电子机箱所耗散的热量。
    液冷板生产工艺对比一般的风冷散热器来说更复杂,液冷散热对于工艺上的可靠性要求较高,因而有较强的技术沉淀的厂家才能提供可靠的技术支持。杭州沈氏节能科技股份有限公司(www.hzssjn.com)凭借多年换热器技术深耕,研制出集成式微通道冷板,如下图所示微通道冷板。
微通道冷板形状.png
图2 微通道冷板实物
    杭州沈氏采用真空精密高温高压扩散结合制造工艺,这种工艺就是在一定的真空条件下,将两个平整光洁的焊接表面加热到一定温度,在不加任何焊料或中间金属的情况下,在高温高压的共同作用下,发生微观塑性流变后相互紧密接触,使原子相互大量扩散而实现焊接的。如下图所示,使其成分和组织完全与基本一致,原始界面消失,保持原有竞速的物理、化学和力学性能。
微通道冷板工艺.png
图3 微通道冷板制造工艺
    微通道冷板制造要比其他散热器复杂,微通道冷板一般用于散热功率较大而且散热较为集中的机器上,比如汽车电池冷却就是最好的应用领域。微通道的方式因为水道较宽而且较为均匀,能快速的带走集中的热量。如下图所示微通道冷板剖切面结构。
微通道剖切面.png
图4 微通道冷板剖切面

   杭州沈氏集成式微通道冷板特点:
    1.热密度大。内部采用微通道结构,精度与技术相结合,没有接触热阻;且微通道结构有利于换热介质的核态沸腾,热流密度可达500W/cm2。
    2.紧凑度高、换热面积大、换热系数高。扩散结合技术焊接强度高,内部流道多样,换热面积大,换热系数高,适用于局部热流高的设备;可满足200-300W/cm2器件冷却需求。
    3.材料多样,应用场合广泛。航天卫星用微通道冷板、电子元器件用微通道冷板、电子元器件及医疗领域用微通道冷板、电子元器件用微通道均温板。
    4.耐压性高、耐腐蚀强。精度结合制造工艺使冷板具有跟母材一样的强度,耐压能力高。采用不锈钢材料具有耐腐蚀性能。
    杭州沈氏微通道换热器及微通道冷板是电动汽车车内及电池热管理系统中换热部件的理想选择。
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