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新能源汽车散热解决方案
来源: | 作者:id30024092 | 发布时间: 2019-03-22 | 334 次浏览 | 分享到:


新能源动力电池包散热方案

以下内容为兆信科技原创,转载请注明。

   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。前半部分是散热基本知识,后半部分当前典型车型的散热方案应用形式。

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


对液冷散热的基本要求:
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;
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。

 
几个液冷板示例:
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。








某厂家液冷板产品


这家是根据产品的最显著特征对冷板类型划分的,共包括三种类型。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。


某厂家冷板产品实例

这种产品,整体重量较轻,但自身不能承重。


典型车型水冷散热

在动力电池系统中,将热量从电芯表面带走的方式比较多,仅就作用范围不同,可以划分成集成在模组内部的电芯级别水冷散热和设计在模组外部的模组级别水冷散热。
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电芯级别水冷板
将水冷板或者导热性能良好的介质板材片材夹在电芯之间,成为模块的一部分,以达到更好的散热效果,这类我们放在模组内部水冷板这个标题下面。


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