為了解決用戶對于續(xù)駛里程的焦慮,,新開發(fā)的電動汽車平臺電池系統(tǒng)能量越來越大,冷卻板在熱管理系統(tǒng)熱量傳遞關鍵部件,,其設計的好壞直接影響熱管理性能。
冷卻板的設計形式及其布置位置也是多種多樣的,,主要根據(jù)電池的類型,,電池系統(tǒng)整體的布置來確定。加之為了保證大能量電池包溫度均勻性,,整個熱管理系統(tǒng)基本都采用多并聯(lián)支路設計,,冷卻流道越長,溫度均勻性控制越困難,,例如特斯Model X單冷卻管道長度約5.2m到model3單冷卻管道變?yōu)榧s1.9m,,通過初步CFD計算,,電池系統(tǒng)整體均勻性有了很大提高,。例如像主流OEM的先進動力電池熱管理系統(tǒng)的水冷板的布置及串并聯(lián)方式。
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較高水平的液體冷卻板是將水冷卻板夾,成為芯層模塊的一部分,,以達到更好的冷卻效果,。根據(jù)現(xiàn)在的應用形式,在電池組中,,一般的方形,、圓柱電池的液冷系統(tǒng)是模塊級,一般放置在電池箱底部的軟件組電池的級別很多,。 液冷面板應用中遇到的問題及解決方法水冷板在使用中可能出現(xiàn)一些問題:另一方面,,有些客戶在測試電池組時,采用通風泡沫硅作為殼體密封,,在濕潤環(huán)境中長期使用,,增加電池組內部的濕度,,冷卻水冷板。另一方面,,液體冷卻板與電池組的直接接觸導致液體冷卻板長期負荷狀態(tài),。
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為了保證流體流動的真實性及速度損失和壓強損失計算的準確性,,模型建立須保留流動細節(jié)特征,如流到圓角,、倒角等,,同時還需保證水冷板進出口方向與真實模型方向的一致性。
為了能夠準確捕捉水冷板的流場和邊界層信息,,流道的網(wǎng)格須足夠密集,,尤其是槽式水冷板中槽道的網(wǎng)格劃分和管式水冷板中管邊界的網(wǎng)格劃分。
水冷板及流體的材料屬性須賦予真實材料或真實材料屬性,,比較常見的是一些金屬材料和流體材料熱學屬性,。
水冷板的進出口邊界條件分別設置為速度進口、壓力出口,,須賦予進口速度值V(m/s)和進口溫度值T(℃),,出口壓力值視需求而定,若只考察模型壓降可不賦予取值,。此外,,還需設置流動邊界條件為湍流Turbulence(視雷諾數(shù)Re而定)及重力方向Gravity為實際的重力方向,工作溫度及壓強設置為環(huán)境溫度和當?shù)丨h(huán)境壓強,。
水冷板輻射視外界環(huán)境而定,,若考慮輻射散熱則設置為DO輻射散熱模型,相應取值保持默認即可,。
水冷板是電力電子產(chǎn)品散熱經(jīng)常采用的一種散熱器件,,常見的水冷板一般為鋁合金材質,內部采用乙二醇溶液或者純水等作為散熱介質,。要設計一款散熱性能滿足要求的水冷板,,離不開對水冷板流阻和熱阻的準確計算。
水冷板是一個技術含量相當高的一個產(chǎn)品,,附加值應該高于電阻,,電容和電抗。這是因為:
1,、冷板的工藝繁多,,不可控的因素也很多。
2,、對設備的影響也重大,。不具備單獨更換性,,不具備維修性。
3,、對主要的器件半導體壽命具有直接的影響,。
水冷板使用時,需要注意哪些問題呢,?
目前新能源車市場的液冷板類型主要有以下幾種:
口琴管式液冷板
口琴管式液冷板具有成本低,、重量輕、結構相對簡單,、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,,但由于其流道單一、接觸面積小,、管道壁薄,,導致它的換熱效果一般且承重能力較差。
壓式液冷板
沖壓式液冷板具有流道可任意設計,、接觸面積大,、換熱效果好、生產(chǎn)效率高,、耐壓與強度好等優(yōu)點,,但由于其需要開模,因此成本較高,,且對平整度要求高,,安裝難度大
吹脹式液冷板
吹脹式液冷板具有成本低、換熱效果好,、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,,但由于其材質偏軟,因此在耐壓與強度方面存在較大的短板,。
平行流管式液冷帶
平行流管式液冷帶具有換熱效果好,、適用于圓柱形電芯的優(yōu)點,,但由于其結構復雜,,因此成本高。
型材加攪拌摩擦焊
這種將型材通過攪拌摩擦焊連接成型的液冷板具有可靠性好,、承重能力好,、表面平整度好、換熱效果好等優(yōu)點,,但由于其厚度較厚且加工方式復雜,,因此成本高、重量重且空間占有率高,。
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焊接的水冷板看工藝可以從以下幾個方面入手:
①尺寸精度,孔位精度一般在0.1mm左右,,并且一致性好,。
②倒角方式,倒角一定是在機器上進行,,以保證均勻與一致,、美觀。
③看變形量,,尤其是主要的元器件安裝區(qū)的平面度,,平面度越高,散熱效率越高,??梢杂媒浅叻庞谄矫嫔希萌呖纯p隙大小,。
④看水道形成的工藝,,對于埋銅管的水冷板,因為銅管與鋁板通過埋管的工藝連合起來,,再通過打磨或者飛面的工藝進行處理,,使得整塊水冷板表面形成一個平整的平面,判斷質量優(yōu)劣也可以從這個平面觀察是否平整,,銅管與鋁板是否有融合成一個平面了,,有縫隙或不平整都會影響散熱效果,同時,,如果接頭采用錫焊焊接,,時間久了很有可能出現(xiàn)接頭漏水的情況,這種屬于假冒劣質產(chǎn)品,。
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