Plat Pendinginan Cairan Paket Baterai

Battery Pack Liquid Cooling Plate adalah komponen inti untuk manajemen termal baterai dalam kendaraan energi baru, sistem penyimpanan energi, dan industri lainnya. Ini mencapai penyamaan suhu yang efisien dari paket baterai melalui substrat logam konduktivitas termal tinggi dan struktur saluran aliran mikrosaluran. Teknologi inti termasuk desain pendinginan dua sisi (area kontak ≥ 80%), optimasi resistensi aliran mikrosaluran (penurunan tekanan ≤ 50kPa), komposit bahan perubahan fase (kapasitas panas meningkat 30%), dll., disesuaikan dengan kebutuhan dissipasi panas baterai kepadatan energi tinggi (seperti NCM811, LFP) dalam skenario pengisian cepat (≥ 3C) dan pembuangan daya tinggi (≥ 200kW), memastikan bahwa perbedaan suhu paket baterai adalah ≤ 5 ℃ dan umur diperpanjang 20%.

2. fitur inti

1. Konduksi panas dan kontrol suhu yang efisien

Konduktivitas termal:

Data: Substrat terbuat dari paduan aluminium 6061-T6 (konduktivitas termal 167 W / m · K) atau struktur komposit aluminium tembaga (ketebalan lapisan tembaga 1,5mm, konduktivitas termal 398 W / m · K), yang 74% -315% lebih tinggi daripada aluminium die cast tradisional (96 W / m · K).

Kasus: Ningde Era CTP 3.0 pelat pendingin cair mengadopsi substrat komposit tembaga aluminium, dan resistensi termal kontak dikurangi menjadi 0,005 ℃ · dalam ² / W, yang cocok dengan gel konduktif termal nano (resistensi termal 0,003 ℃ · dalam ² / W) untuk mencapai resistensi termal antara modul baterai dan pelat pendingin cair ≤ 0,01 ℃ · dalam ² / W.

Kinerja keseragaman suhu:

Data: Dengan menggunakan saluran inlet ganda dan outlet ganda (lebar saluran 0,8-1,2mm, kedalaman 1,5-2mm) dan deflektor gelombang (ketinggian gelombang 3mm, jarak gelombang 5mm), perbedaan suhu paket baterai dikendalikan dalam ± 2 ℃ (pada tingkat pembuangan 2C), yang 60% lebih rendah daripada skema saluran inlet tunggal dan outlet tunggal.

Uji: Ketika cairan pendingin 3M (FC-72, kapasitas panas spesifik 1,2 kJ / kg · K) beredar pada laju aliran 1,5m / s, koefisien transfer panas konvektif mencapai 8000-12000 W / m ² · K, dan suhu permukaan baterai tertinggi dikurangi 25 ℃ dibandingkan dengan pendinginan alami.

2. Kekuatan ringan dan struktural

Optimasi kepadatan:

Data: Kepadatan paduan aluminium pelat pendinginan cair adalah 2,7g / cm³, yang 69,7% lebih ringan daripada pelat pendinginan cair tembaga (8,9g / cm³). Mengambil pelat pendinginan cair Tesla Model 3 sebagai contoh, berat satu potongan telah dikurangi dari 8,5kg dalam larutan tembaga menjadi 2,6kg, yang mengakibatkan pengurangan berat lebih dari 50kg dan peningkatan kisaran 3-5%.

Bahan komposit: Menggunakan substrat polimer diperkuat serat karbon (CFRP) (konduktivitas termal 5 W / m · K, kepadatan 1,5g / cm ³) dan komposit saluran aliran logam, beratnya lebih berkurang sebesar 40%, cocok untuk skenario ultra ringan seperti paket baterai drone.

Sifat mekanis:

Data: Kekuatan hasil ≥ 240MPa (keadaan T6), ketahanan dampak (Charpy V-notch) ≥ 25J / cm ², melewati tes dampak dingin dan panas (1000 siklus) dari -40 ℃ hingga 120 ℃ tanpa retakan, cocok untuk kondisi kerja yang keras dari akselerasi getaran baterai 15g (terus menerus selama 10 jam).

Sealing: Saluran aliran las laser digunakan (kekuatan las ≥ 80% kekuatan substrat), detektor kebocoran spektrometer massa helium mendeteksi tingkat kebocoran ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa · m³ / s, mengurangi risiko kebocoran cairan pendingin sebesar 99%.

3. Tahan korosi dan keandalan

Perawatan permukaan:

Data: Permukaan substrat dilapisi dengan lapisan nikel fosfor (ketebalan 5-10 μm) atau lapisan nano keramik (kekerasan HV 800-1000), dan tes semprotan garam (ASTM B117) menunjukkan tidak ada korosi setelah 2000 jam, yang 6,7 kali lebih tahan korosi daripada lukisan biasa (300 jam).

Kasus: Pelat pendingin cairan BYD Han EV mengadopsi lapisan nikel fosfor dan perawatan penyegelan silikon organik, yang cocok untuk lingkungan ekstrim seperti kelembaban tinggi di Hainan dan tanah alkali garam di utara. Biaya pemeliharaan dikurangi sebesar 70% selama umur layanan 10 tahun.

Ketahanan beku:

Data: Desain saluran aliran menyimpan ruang ekspansi 5%, dikombinasikan dengan cairan pendingin berbasis etilen glikol (titik beku -40 ℃), dan telah lulus tes siklus suhu (500 siklus) dari -50 ℃ hingga 120 ℃ tanpa deformasi. Dibandingkan dengan sistem pendinginan air murni, ketahanan beku meningkat 20 kali lipat.

Desain anti penyumbatan: Layar filter stainless steel 200 mesh dipasang di pintu masuk saluran aliran, dikombinasikan dengan perangkat penyaringan online cairan pendingin (akurasi penyaringan 10 μm), dengan tingkat penghapusan kotoran ≥ 99%, untuk menghindari penyumbatan saluran mikro.

4. Efektivitas biaya dan kemampuan produksi massal

Biaya manufaktur:

Data: Biaya pelat pendinginan cairan paduan aluminium tunggal adalah $ 15-25 (ukuran batch lebih dari 100.000 potongan), yang 60% lebih rendah dari larutan tembaga dan 40% lebih rendah dari proses stamping + brazing. Siklus pengembangan cetakan adalah 20-30 hari, dengan kapasitas produksi 5000 potongan per hari (8 jam), cocok untuk produksi skala besar.

Perbandingan proses: Friction Stir Welding (FSW) menggantikan brazing tradisional, meningkatkan efisiensi las tiga kali lipat, mengurangi konsumsi energi sebesar 50%, dan meningkatkan kekuatan las sebesar 40%. Cocok untuk struktur saluran yang kompleks.

Fleksibilitas kustomisasi:

Data: Mendukung desain khusus dengan lebar saluran 0,5-2mm dan kedalaman 1-3mm, dengan faktor kompleksitas ≤ 8 (lingkar ² / area). Ini dapat mencapai saluran gradien (lebar masukan 1.2mm → outlet 0,8mm), saluran melengkung 3D dan struktur tidak teratur lainnya, beradaptasi dengan tata letak modul baterai yang berbeda.

3, Skenario dan solusi aplikasi khas

1. Baterai daya kendaraan energi baru

Kendaraan listrik murni (BEV):

Struktur: Pelat pendingin cairan microchannel lapisan ganda (jarak saluran 1,5mm, kedalaman 2mm), terintegrasi dengan lubang instalasi katup tahan ledakan, slot pemekatan modul baterai, dan lapisan isolasi (ketebalan 0,1mm).

Kinerja: Cocok untuk platform tegangan tinggi 800V, dengan perbedaan suhu paket baterai ≤ 3 ℃ dan resistensi termal 0,02 ℃ / W selama pengisian cepat (≥ 3C), memenuhi persyaratan umur 10 tahun / 1,2 juta kilometer.

Kendaraan Listrik Hybrid (HEV):

Struktur: Tembaga aluminium komposit cairan pendingin pelat (lapisan tembaga 1mm + lapisan aluminium 5mm), permukaan nikel berlapis perisai elektromagnetik, built-in bahan perubahan fase (PCM) lapisan menyerap panas (titik lebur 45 ℃).

Kasus: Plat pendinginan cairan baterai Toyota Prius, suhu simpang IGBT ≤ 120 ℃ pada daya puncak 150kW, dikurangi 20 ℃ dibandingkan dengan larutan aluminium murni, dan risiko kabur termal dikurangi 80%.