动力电池系统中的液冷板应用及实例

随着乘用车IP67的要求成为必须,动力电池系统可供选择的冷却方式范围被严重收窄。在比较成熟的冷却方式中,风冷除了想办法与其他热传递手段配合使用外,已经基本被排除在乘用车电池包应用范畴以外。再加上特斯拉的示范效应,水冷不再是预研课题,而成了尽快商业化的重点。本文主要涉及动力电池液冷系统中的一个点,液冷板。前半部分液冷板基本知识,后半部分当前典型车型的液冷板应用形式。
液冷板,似乎并没有什么统一的定义,我们仅就动力电池包的液冷板这个应用场景,给它下个定义,暂且这样描述:动力电池系统中,电池工作产生多余热量,热量通过电池或者模组与板型铝质器件表面接触的方式传递,最终被器件内部流道中通过的冷却液带走。这个板型铝质器件就是液冷板。
对液冷板的一般要求
散热功率大,能够及时导出动力电池工作过程中产生的多余热量,避免过量温升的发生;
可靠性高,在道路车辆环境工作,振动、冲击、高低温交变环境,对多数产品都是比较严酷的工作条件,而动力电池电压动辄几百伏,冷却液泄漏是个严重问题,即使你使用绝缘性能好的冷却液,但遇到外部杂质后,绝缘性能会立即降低,因此,冷板密封可靠性很重要;
散热设计精准,避免系统内温差过大,这是出于锂电池自身性能的要求,电池的性能和老化都与工作温度密切相关;
液冷服务器对冷板的重量有严格要求,这来自于动力电池系统对能量密度的追求,严重拉低系统能量密度的冷却系统,是客户和设计者都根本无法接受的。
几个液冷板产品示例
某厂家甲液冷板产品实例
液冷系统利用液体流动换热系数较大的特性,依靠液体流动转移高热量,是目前最有效的散热方式之一,可消散几百瓦到上千瓦的热量。该厂家标准管路液冷板通过放置冷却液管,直接与被冷却设备底板接触,可以在设备和冷却液之间减少热交换介面的数量,从而维持最低热阻,提高性能。
该厂家是根据液冷板的工艺类型对液冷板类型做划分,主要有:真空钎焊式水冷板(Aluminum Vacuum Brazing Coldplate)、搅拌摩擦焊式水冷板(FSW Coldplate)、埋管式水冷板(Exposed Tube Coldplate)和深孔钻/腔体式水冷板(Aluminum / Copper Plate Long Hole Drilled)等几种液体冷却方式。他们各自的优缺点,可参照下表。
典型参数:
某厂家乙液冷板产品实例
这家是根据产品的最显著特征对冷板类型做划分的,共包括三种类型。
类型1,强调散热性能。在流体路径中采用翅片结构,增加与冷却液的接触面积,从而提高了热传导性能。产品具有真空钎焊构造,可提供定制化配置。
类型2,强调低压降。液冷板采用专门制作的CNC铣削微流道,在底板上形成流体通道。在低压降条件下,具有卓越的散热性能,从而降低了流体循环系统的成本。
类型3,强调管路嵌入的结构形式。将管材嵌入底板中,形成机械性能牢固的冷板。表面延伸液冷板采用更粗且布置更密集的管材增加面积,从而扩大与冷却液接触的表面积,进而提高热传导性能。
某厂家丙冷板产品实例
这种产品,整体重量较轻,但自身不能承重。

本文发布于:2024-09-25 02:33:00,感谢您对本站的认可!

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