배터리 팩 액체 냉각판

배터리 팩 액체 냉각판은 새로운 에너지 차량, 에너지 저장 시스템 및 기타 산업에서 배터리의 열 관리를 위한 핵심 구성 요소입니다.그것은 높은 열전도성 금속 기판과 마이크로 채널 흐름 채널 구조를 통해 배터리 팩의 효율적인 온도 동등화를 달성합니다.그 핵심 기술은 이방 냉각 설계 (접촉 영역 ≥ 80%), 마이크로 채널 흐름 저항 최적화 (압력 감소 ≤ 50kPa), 단계 변화 재료 복합 (열 용량이 30% 증가) 등을 포함하여 빠른 충전 (≥ 3C) 및 고전력 방전 (≥ 200kW) 시나리오에서 고에너지 밀도 배터리 (NCM811, LFP와 같은) 의 열 분산 요구에 적응하여 배터리 팩의 온도 차가 ≤ 5 ℃이며 수명이 20% 연장됩니다.

2, 핵심 특징

1. 효율적인 열 전도성 및 온도 제어

열전도성:

데이터: 기판은 6061-T6 알루미늄 합금 (열전도성 167 W / m · K) 또는 구리 알루미늄 복합 구조 (구리 층 두께 1.5mm, 열전도성 398 W / m · K)로 만들어져 있으며, 전통적인 다이 캐스트 알루미늄 (96 W / m · K)보다 74% -315% 높습니다.

케이스: Ningde 시대 CTP 3.0 액체 냉각 판은 구리 알루미늄 복합 기판을 채택하고 접촉 열 저항은 나노 열 전도성 젤 (열 저항 0.003 ℃ · in ² / W)와 일치하여 배터리 모듈과 액체 냉각 판 ≤ 0.01 ℃ · in ² / W 사이의 열 저항을 달성하기 위해 ℃ / W 에서 0.005 ℃ · 로 감소됩니다.

온도 균일성 성능:

데이터: 이중 입구 및 이중 출구 채널 (채널 폭 0.8-1.2mm, 깊이 1.5-2mm) 및 파 deflectors (파 높이 3mm, 파 거리 5mm)를 사용하여 배터리 팩의 온도 차이는 단일 입구 및 단일 출구 채널 계획보다 60% 낮은 ± 2 ℃ (2C 방전 속도에서) 이내에 제어됩니다.

테스트: 3M 냉각액 (FC-72, 특정 열 용량 1.2 kJ/kg · K)이 1.5m/s의 유량으로 순환되면 대역 열전달 계수는 8000-12000 W/m ² · K에 도달하고 배터리의 가장 높은 표면 온도는 자연적인 냉각에 비해 25 ℃로 감소합니다.

2. 경량 및 구조적 강도

밀도 최적화:

데이터: 알루미늄 합금 액체 냉각 판의 밀도는 구리 액체 냉각 판 (8.9g/cm ³)보다 69.7% 가량한 2.7g/cm ³입니다.테슬라 모델 3 액체 냉각 플레이트를 예로 들어, 단일 조각의 무게는 구리 솔루션에서 8.5kg에서 2.6kg로 감소되었으며, 50kg 이상의 무게를 감소시키고 범위가 3-5% 증가했습니다.

복합 재료: 탄소섬유 강화 중합체 (CFRP) 기판 (열전도도 5 W / m · K, 밀도는 1.5g / cm³) 및 금속 흐름 채널 복합물을 사용하여 무게는 더욱 40% 감소됩니다. 드론 배터리 팩과 같은 매우 경량 시나리오에 적합합니다.

기계적 특성:

데이터: 수확률 강도 ≥ 240MPa (T6 상태), 충격 저항 (Charpy V-notch) ≥ 25J/cm ², -40 ℃에서 120 ℃까지 가열없이 냉각하고 뜨거운 충격 테스트 (1000 주기)를 통과하여 배터리 팩 진동 가속화 15g (10 시간 동안 연속)의 거친 작업 조건에 적합합니다.

실링: 레이저 용접 흐름 채널은 사용됩니다 (용접 강도 기판 강도의 ≥ 80%), 밀밀밀접기 밀접속도 ≤ 1 × 10의 밀접밀접기 밀밀접밀접기 누출 감지기 누출 감지기 누출 비율 ≤ 1 × 10를⁻⁹ Pa·m³/s, 냉각액 누출의 위험을 99%로 줄입니다.

3. 내식성 및 신뢰성

표면 처리:

데이터: 기판 표면은 니클 인코팅 (두께 5-10 μ m) 또는 나노 세라미크 코팅 (경도 HV 800-1000)으로 코팅되어 있으며 소금 스프레이 테스트 (ASTM B117) 은 2000 시간 이후 보통 페인팅 (300 시간) 보다 6.7 배 더 내식성이 없음을 보여줍니다.

사례: BYD Han EV 액체 냉각판은 니케케케 인산 코팅과 유기 실리콘 밀봉 처리를 채택하고 있으며, 이는 하이난의 높은 습도와 북부의 소금 알칼리 땅과 같은 극단적인 환경에 적합합니다.유지 보수 비용은 10 년 서비스 기간 동안 70% 감소합니다.

얼음 저항:

데이터: 흐름 채널 설계는 에틸렌 글리콜 기반 냉각액 (동결점 -40 ℃)과 결합된 5% 확장 공간을 예약하고 온도 주기 테스트 (500 주기)를 -50 ℃에서 120 ℃까지 변형없이 통과했습니다.순수한 물 냉각 시스템과 비교하면 저얼음이 20배 증가합니다.

반대로 막히는 디자인: 200 메시 스테인리스 필터 스크린은 ≥ 99%의 불순 제거 비율을 가진 냉각 액체 온라인 여과기 장치 (여과의 정확도 10 μ m)와 결합하여 흐름 채널의 입구에 설치되어 있습니다.

4. 비용 효율성 및 대량 생산 능력

제조 비용:

데이터: 단일 알루미늄 합금 액체 냉각 판의 비용은 구리 솔루션보다 60% 낮고 스단단핑 + 용접 과정보다 40% 낮은 $ 15-25 (100,000 개 이상의 배치 크기)입니다.금형 개발 주기는 20-30일이며, 대규모 생산에 적합한 하루 5000개의 조각 (8시간) 생산 용량이 있습니다.

공정 비교: 마찰 혼합 용접 (FSW)은 전통적인 용접을 대체하여 용접 효율성을 3 배 높이고 에너지 소비를 50%로 줄이고 용접 강도를 40%로 높입니다.복잡한 채널 구조에 적합합니다.

사용자 정의 유연성:

데이터: 0.5-2mm의 채널 폭과 1-3mm의 깊이를 가진 주문을 받아서 만들어진 디자인을 지원합니다. ≤ 8의 복잡성 요인으로 (원복 ²/지역).그것은 gradient 채널 (입구 폭 1.2mm)을 달성할 수 있습니다→ 출구 0.8mm), 다른 배터리 모듈 배치에 적응하는 3D 구구부른 채널 및 다른 불규칙한 구조.

3,일반적인 응용 시나리오 및 솔루션

1. 새로운 에너지 차량 전원 건전지

전기 차량(BEV):

구조: 더블 레이어 마이크로 채널 액체 냉각판 (1.5mm의 채널 간격, 2mm의 깊이), 폭발 방지 구구방지 구구구구멍, 배터리 모듈 고정 슬롯 및 절연 층 (0.1mm의 두께)에 통합 된 구조 구조, 배터리 모듈 고정 구

성능: 800V 고전압 플랫폼에 적합한 ≤ 3 ℃의 배터리 팩 온도 차이와 빠른 충전 (≥ 3C) 중에 0.02 ℃/W의 열 저항으로, 10 년/1.2 백만 킬로미터의 수명의 요구 사항을 충족합니다.

하이브리드 전기 차량 (HEV):

구조: 구리 알루미늄 합성 액체 냉각 판 (구리 층 1mm + 알루미늄 층 5mm), 표면 니구구구도금 전자기 방패, 내장 단계 변화 재료 (PCM) 열 흡수 층 (용점 45 ℃).

사례: 토요타 프리우스 배터리 팩 액체 냉각 판, IGBT 접합 온도 ≤ 120 ℃ 150kW의 최고 전력에서, 순수한 알루미늄 솔루션과 비교하여 20 ℃로 감소하고 열 탈출 위험은 80%로 감소했습니다.