חבילת סוללה לוח קירור נוזלי

לוח הקירור הנוזלי של חבילת הסוללות הוא מרכיב ליבה לניהול תרמי של סוללות ברכבי אנרגיה חדשים, מערכות אחסון אנרגיה ותעשיות אחרות. הוא משיג שוויון טמפרטורה יעיל של חבילת הסוללה באמצעות תחת מתכת מוליכה תרמית גבוהה ומבנה ערוץ זרימת מיקרו-ערוץ. טכנולוגיות הליבה שלה כוללות עיצוב קירור דו-צדדי (שטח מגע ≥ 80%), אופטימיזציה של התנגדות לזרימת מיקרו-ערוץ (ירידת לחץ ≤ 50kPa), חומר מרוכב שינוי שלב (קיבולת חום גדלה ב-30%), וכו ', מותאם לצרכי פיסוי החום של סוללות עם צפיפות אנרגיה גבוהה (כגון NCM811, LFP) בתרחישים של טעינה מהירה (≥ 3C) ופריטה בעלת כוח גבוה (≥ 200kW), להבטיח כי הבדל בטמפרטורה

2 תכונות ליבה

1. ניהול חום יעיל ושליטה בטמפרטורה

מוליכות תרמית:

נתונים: התחתית עשויה מסגסוגת אלומיניום 6061-T6 (מוליכות תרמית 167 W / m · K) או מבנה מרוכב של אלומיניום נחושת (עובי שכבת נחושת 1.5 מ"מ, מוליכות תרמית 398 W / m · K), אשר גבוה ב-74% -315% מאלומיניום מוצק מסורתי (96 W / m · K).

מקרה: Ningde עידן CTP 3.0 לוח קירור נוזלי מאמץ רקע מרובע של נחושת ואלומיניום, וההתנגדות התרמית של מגע מופחתת ל 0.005 ℃ · ב ² / W, אשר מתאימה עם ג'ל מוליך תרמי נאנו (התנגדות תרמית 0.003 ℃ · ב ² / W) כדי להשיג את התנגדות התרמית בין מודול הסוללה וללוח קירור נוזלי ≤ 0.01 ℃ · ב ² / W.

ביצועי אחידות טמפרטורה:

נתונים: באמצעות ערוצי כניסה וכניסה כפולים (רוחב ערוץ 0.8-1.2 מ"מ, עומק 1.5-2 מ"מ) ודפלקטורים גליים (גובה גל 3 מ"מ, מרחק גל 5 מ"מ), הבדל בטמפרטורה של חבילת הסוללה נשלט בתוך ± 2 ℃ (בקצב הפרינה של 2 ° C), אשר נמוך ב-60% ממערכת ערוץ כניסה יחיד ויציאה יחיד.

מבחן: כאשר נוזל קירור 3M (FC-72, קיבולת חום ספציפית 1.2 kJ / kg · K) מופזרת בקצב זרימה של 1.5m / s, מקדמי העברת החום הקונווקטיבי מגיע ל-8000-12000 W / m ² · K, וטמפרטורת השטח הגבוהה ביותר של הסוללה מופחתת ב-25 ℃ בהשוואה לקירור טבעי.

2. משקל קל וחזק מבני

אופטימיזציה של צפיפות:

נתונים: הצפיפות של סגסוגת אלומיניום נוזלי קירור לוח היא 2.7g / ס"מ 3, אשר הוא 69.7% קל יותר מאשר של נחושת נוזלי קירור לוח (8.9g / ס"מ 3). לקחת את טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3 טסלה מודל 3

חומר מרוכב: באמצעות רקע פולימר מחוזק סיבי פחמן (CFRP) (מוליכות תרמית של 5 W / m · K, צפיפות של 1.5g / cm ³) ומרכב ערוץ זרימת מתכת, המשקל מופחט עוד ב-40%, מתאים לתרחישים קלים מאוד כגון חבילות סוללות מזל"טים.

תכונות מכניות:

נתונים: חוזק תפוקה ≥ 240MPa (מצב T6), עמידות פגיעה (Charpy V-notch) ≥ 25J / cm ², עובר בדיקות פגיעה קרות וחמות (1000 מחזורים) מ -40 ℃ עד 120 ℃ ללא סדקים, מתאים לתנאי עבודה קשים של איצה רטט חבילת סוללה 15g (מתמשך במשך 10 שעות).

אטום: משמש ערוץ זרימת ריתוך לייזר (עוצמת ריתוך ≥ 80% של עוצמת התחתית), גלאי דליפות ספקטרומטר מסה של הליום מזהה שיעור דליפות ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa · m³/s, הפחתת הסיכון לדליפת נוזל קירור ב-99%.

3. עמידות לקורוזיה ואמינות

טיפול פני השטח:

נתונים: פני השטח של התחתית מצופה בציפוי ניקל זרחן (עובי 5-10 μm) או ציפוי ננו קרמיקה (קשיחות HV 800-1000), ובדיקת ריסוס המלח (ASTM B117) לא מראה קורוזיה לאחר 2000 שעות, אשר עמידה לקורוזיה פי 6.7 יותר מאשר ציור רגיל (300 שעות).

מקרה: לוח הקירור הנוזלי BYD Han EV מאמץ ציפוי ניקל זרחן וטיפול באיטום סיליקון אורגני, המתאים לסביבות קיצוניות כגון לחות גבוהה בהיינן ובקרקע אלקלית מלוחה בצפון. עלויות התחזוקה מופחתת ב-70% במהלך חיי השירות של 10 שנים.

עמידות לקרח:

נתונים: עיצוב ערוץ הזרימה שומר 5% מרחב הרחבה, בשילוב עם נוזל קירור מבוסס אתילן גליקול (נקודת קפיאה -40 ℃), ועבר בדיקות מחזור טמפרטורה (500 מחזורים) מ -50 ℃ עד 120 ℃ ללא עיוות. בהשוואה למערכות קירור מים טהורים, עמידות הקרח מוגברת פי 20.

עיצוב נגד חסימה: מסך מסנן פלדה נירוסטה 200 רשת מותקן בכניסה של ערוץ הזרימה, בשילוב עם מכשיר סינון מקוון נוזל קירור (דיוק סינון של 10 μ m), עם שיעור הסרת טמישות של ≥ 99%, כדי למנוע חסימה של ערוץ מיקרו.

4. יעילות עלויות ויכולת ייצור המוני

עלות ייצור:

נתונים: העלות של לוח מקירור נוזלי מסוגסוגת אלומיניום אחת היא 15-25 דולר (גודל קבוצה של מעל 100,000 חתיכות), אשר נמוך ב-60% מאשר פתרון הנחושת ו-40% נמוך יותר מאשר תהליך הטיום + הברידה. מחזור פיתוח העובש הוא 20-30 ימים, עם קיבולת ייצור של 5000 חתיכות ביום (8 שעות), מתאימה לייצור בקנה מידה גדול.

השוואת תהליך: ריתוך בערבוב חיכוך (FSW) מחליף ריתוך מסורתי, מגדיל את יעילות הרתוך פי שלוש, מפחית את צריכת האנרגיה ב-50%, ומגדילה את עוצמת הרתוך ב-40%. מתאים למבני ערוצים מורכבים.

גמישות אישית:

נתונים: תומך בעיצוב מותאם אישית עם רוחב ערוץ של 0.5-2mm ועומק של 1-3mm, עם גורם מורכבות של ≤ 8 (מעט ² / שטח). זה יכול להשיג ערוץ גרדינט (רוחב הכניסה 1.2mm → יציאה 0.8 מ"מ), ערוץ מעוקל תלת מימדי ומבנים לא סדירים אחרים, להתאים לעיצוב מודול סוללה שונה.

3,תרחישים ופתרונות יישומים טיפוסיים

1. סוללת כוח רכב אנרגיה חדשה

רכב חשמלי טהור (BEV):

מבנה: לוח קירור נוזלי מיקרו-ערוץ שכבה כפולה (מרווח ערוץ של 1.5 מ"מ, עומק של 2 מ"מ), משולב עם חורי התקנת שסתום עמיד לפיצוץ, חריצי תיקון מודול הסוללה, ושכבת בידוד (עובי של 0.1 מ"מ).

ביצועים: מתאים לפלטפורמת מתח גבוה של 800V, עם הבדל בטמפרטורת חבילת הסוללה של ≤ 3 ℃ והתנגדות תרמית של 0.02 ℃ / W במהלך טעינה מהירה (≥ 3C), עומדת בדרישה של תוחלת חיים של 10 שנים / 1.2 מיליון קילומטרים.

רכב חשמלי היברידי (HEV):

מבנה: לוח מקרר נוזלי מרובע של נחושת אלומיניום (שכבת נחושת 1mm + שכבת אלומיניום 5mm), הגנה אלקטרומגנטית מצופה ניקל על פני השטח, שכבת ספיגת חום מובנית של חומר שינוי השלב (PCM) (נקודת ניתוך 45 ℃).

מקרה: טויוטה פריוס סוללה חבילה נוזלי מקרר לוח, טמפרטורת צומת IGBT ≤ 120 ℃ בכוח שיא של 150kW, מופחת ב 20 ℃ בהשוואה לפתרון אלומיניום טהור, וסיכון ברחה תרמית מופחת ב 80%.