Plat penyejukan cecair pek bateri

Plat Penyejukan Cecair Paket Bateri adalah komponen teras untuk pengurusan haba bateri dalam kenderaan tenaga baru, sistem penyimpanan tenaga, dan industri lain. Ia mencapai persamaan suhu pek bateri yang cekap melalui substrat logam kekonduktiviti haba yang tinggi dan struktur saluran aliran mikrosaluran. Teknologi terasnya termasuk reka bentuk penyejukan dua sisi (kawasan hubungan ≥ 80%), pengoptimuman rintangan aliran mikrosaluran (penurunan tekanan ≤ 50kPa), komposit bahan perubahan fasa (kapasiti haba meningkat sebanyak 30%), dan lain-lain, disesuaikan dengan keperluan penyebaran haba bateri ketumpatan tenaga tinggi (seperti NCM811, LFP) dalam senario pengecasan cepat (≥ 3C) dan pelepasan kuasa tinggi (≥ 200kW), memastikan bahawa perbezaan suhu pek bateri adalah ≤ 5 ℃ dan jangka hayat diperpanjang sebanyak 20%.

2 Ciri-ciri teras

1. Penganduran haba dan kawalan suhu yang cekap

Kekonduktiviti haba:

Data: Substrat diperbuat daripada aloi aluminium 6061-T6 (pengendalian haba 167 W / m · K) atau struktur komposit aluminium tembaga (ketebalan lapisan tembaga 1.5mm, pengendalian haba 398 W / m · K), yang 74% -315% lebih tinggi daripada aluminium die cast tradisional (96 W / m · K).

Kes: Ningde Era CTP 3.0 plat penyejukan cecair mengamalkan substrat komposit tembaga aluminium, dan rintangan haba sentuhan dikurangkan kepada 0.005 ℃ · dalam ² / W, yang dipadankan dengan gel konduktif haba nano (rintangan haba 0.003 ℃ · dalam ² / W) untuk mencapai rintangan haba antara modul bateri dan plat penyejukan cecair ≤ 0.01 ℃ · dalam ² / W.

Prestasi keseragaman suhu:

Data: Dengan menggunakan saluran masuk dan keluaran ganda (lebar saluran 0.8-1.2mm, kedalaman 1.5-2mm) dan deflektor gelombang (ketinggian gelombang 3mm, jarak gelombang 5mm), perbezaan suhu pek bateri dikawal dalam ± 2 ℃ (pada kadar pelepasan 2C), yang 60% lebih rendah daripada skim saluran masuk dan keluaran tunggal.

Ujian: Apabila cecair penyejukan 3M (FC-72, kapasiti haba khusus 1.2 kJ / kg · K) beredar pada kadar aliran 1.5m / s, pekali pemindahan haba konvektif mencapai 8000-12000 W / m ² · K, dan suhu permukaan bateri tertinggi dikurangkan sebanyak 25 ℃ berbanding dengan penyejukan semula jadi.

2. Kekuatan ringan dan struktur

Pengoptimuman ketumpatan:

Data: Ketumpatan plat disejukkan cecair aloi aluminium adalah 2.7g / cm³, yang 69.7% lebih ringan daripada plat disejukkan cecair tembaga (8.9g / cm³). Mengambil plat penyejukan cecair Tesla Model 3 sebagai contoh, berat sepotong tunggal telah dikurangkan dari 8.5kg dalam larutan tembaga kepada 2.6kg, yang mengakibatkan pengurangan berat lebih daripada 50kg dan peningkatan julat 3-5%.

Bahan komposit: Menggunakan substrat polimer yang diperkukuhkan serat karbon (CFRP) (kecanduhan haba 5 W / m · K, ketumpatan 1.5g / cm ³) dan saluran aliran logam komposit, berat lebih dikurangkan sebanyak 40%, sesuai untuk senario ultra ringan seperti pakej bateri dron.

Sifat mekanikal:

Data: Kekuatan hasil ≥ 240MPa (keadaan T6), rintangan kesan (Charpy V-notch) ≥ 25J / cm ², lulus ujian kesan sejuk dan panas (kitaran 1000) dari -40 ℃ hingga 120 ℃ tanpa retakan, sesuai untuk keadaan kerja yang keras pecepatan getaran pek bateri 15g (berterusan selama 10 jam).

Sealing: Saluran aliran kimpalan laser digunakan (kekuatan kimpalan ≥ 80% kekuatan substrat), pengesan kebocoran spektrometer jisim helium mengesan kadar kebocoran ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa · m³ / s, mengurangkan risiko kebocoran cecair penyejukan sebanyak 99%.

3. rintangan kakisan dan kebolehpercayaan

Rawatan permukaan:

Data: Permukaan substrat disalutkan dengan salutan nikel fosfor (ketebalan 5-10 μ m) atau salutan nano seramik (kekerasan HV 800-1000), dan ujian semburan garam (ASTM B117) tidak menunjukkan kakisan selepas 2000 jam, yang 6.7 kali lebih tahan kakisan daripada lukisan biasa (300 jam).

Kes: Plat penyejukan cecair BYD Han EV mengamalkan salutan nikel fosfor dan rawatan pengedap silikon organik, yang sesuai untuk persekitaran yang melampau seperti kelembapan tinggi di Hainan dan tanah alkali garam di utara. Kos penyelenggaraan dikurangkan sebanyak 70% semasa hayat perkhidmatan 10 tahun.

Ketahanan beku:

Data: Reka bentuk saluran aliran menyimpan ruang pengembangan 5%, digabungkan dengan cecair penyejukan berasaskan etilena glikol (titik beku -40 ℃), dan telah lulus ujian berbasikal suhu (500 kitaran) dari -50 ℃ hingga 120 ℃ tanpa cacat bentuk. Berbanding dengan sistem penyejukan air tulen, rintangan beku meningkat sebanyak 20 kali.

Reka bentuk anti penyumbatan: Skrin penapis keluli tahan karat 200 mesh dipasang di pintu masuk saluran aliran, digabungkan dengan peranti penapisan dalam talian cecair penyejukan (ketepatan penapisan 10 μ m), dengan kadar pengeluaran kekotoran ≥ 99%, untuk mengelakkan penyumbatan saluran mikro.

4. Keberkesanan kos dan keupayaan pengeluaran massal

Kos pengeluaran:

Data: Kos plat sejuk cecair aloi aluminium tunggal adalah $ 15-25 (saiz kumpulan lebih daripada 100000 keping), yang 60% lebih rendah daripada penyelesaian tembaga dan 40% lebih rendah daripada proses stamping + brazing. Kitaran pembangunan acuan adalah 20-30 hari, dengan kapasiti pengeluaran 5000 keping sehari (8 jam), sesuai untuk pengeluaran berskala besar.

Perbandingan proses: Friction Stir Welding (FSW) menggantikan pengepalan tradisional, meningkatkan kecekapan kimpalan sebanyak tiga kali, mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 50%, dan meningkatkan kekuatan kimpalan sebanyak 40%. Sesuai untuk struktur saluran yang kompleks.

Fleksibiliti penyesuaian:

Data: Menyokong reka bentuk tersuai dengan lebar saluran 0.5-2mm dan kedalaman 1-3mm, dengan faktor kerumitan ≤ 8 (lingkaran ² / kawasan). Ia boleh mencapai saluran gradien (lebar masukan 1.2mm → outlet 0.8mm), saluran melengkung 3D dan struktur tidak teratur lain, menyesuaikan diri dengan susun atur modul bateri yang berbeza.

3, Senario dan penyelesaian aplikasi khas

1. Bateri kuasa kenderaan tenaga baru

Kenderaan elektrik murni (BEV):

Struktur: Plat penyejukan cecair mikrosaluran lapisan ganda (jarak saluran 1.5mm, kedalaman 2mm), bersepadu dengan lubang pemasangan injap bukti letupan, slot penetapan modul bateri, dan lapisan penebat (ketebalan 0.1mm).

Prestasi: Sesuai untuk platform voltan tinggi 800V, dengan perbezaan suhu pek bateri ≤ 3 ℃ dan rintangan haba 0.02 ℃ / W semasa pengecasan cepat (≥ 3C), memenuhi keperluan hayat 10 tahun / 1.2 juta kilometer.

Kenderaan Elektrik Hibrid (HEV):

Struktur: Plat penyejukan cecair komposit tembaga aluminium (lapisan tembaga 1mm + lapisan aluminium 5mm), permukaan pelindung elektromagnetik berselapit nikel, bahan perubahan fasa terbina dalam (PCM) lapisan penyerap haba (titik lebur 45 ℃).

Kes: Plat penyejukan cecair pakej bateri Toyota Prius, suhu simpang IGBT ≤ 120 ℃ pada kuasa puncak 150kW, dikurangkan sebanyak 20 ℃ berbanding dengan penyelesaian aluminium tulen, dan risiko lari haba dikurangkan sebanyak 80%.