水冷板基本参数
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水冷板企业商机

基于液冷电池热管理基本原理

液冷板作为冷却系统的重要组成部件,由于其位置的特殊性,冷却板成为设计过程中的重中之重。液冷板设计不仅需要保证与电芯充分接触,同时考虑液冷板的耐久腐蚀性问题,因此液冷板的材料选择往往成为设计中需要考虑的重要因素。

铝合金是一种导热性好、密度低、强度高的金属,因此在动力电池系统中常常被用做液冷板材料以用于电池内部的散热。乙二醇溶液作为一种主流的冷却液,具有比热容高、冰点低、流动性强和应用成熟的特点,不仅多用于发动机冷却系统,也被用在新能源汽车的热管理系统上,原则上铝合金和冷却液之间不会发生明显的反应。


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对液冷板的一般要求

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;散热设计精细,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。


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散热对新能源汽车是非常重要的,因为其发热功率特别大,这就需要用到***的大功率散热器,而传统的风冷散热器一般无法满足其散热需求,特别是新能源汽车动力电池包的散热,其具有密封性特点,设计指标要求电动汽车能在全年各种天气条件下都能够有高效稳定地运行,而且汽车电池组直接影响汽车的加速度和续航距离,所以它的稳定性是整车的关键技术中的一环,而保证电池组稳定发挥的关键技术在于其散热。动力汽车的电池散热一般会采用水冷散热系统散热,出色的水冷板散热器及相关的管路连接技术保证其处于合适的温度下运行。一个好的的动力电池包的温度管理系统需要保证了每一个单电池的温度都是全年恒定的,即使是在极端炎热天气下大量使用电池,能够保证及时的散热,防止电池的寿命减弱或者膨胀损坏,而且在极端寒冷的天气下大量使用电池,保证电池的内部足够温暖,不会影响性能与寿命。电池的散热是用液体的冷却剂流经电池组的底部的水冷板,再由导热性好的冷却板与单电池直接接触,从而使电池快速降温。


较高水平的液体冷却板是将水冷却板夹,成为芯层模块的一部分,以达到更好的冷却效果。根据现在的应用形式,在电池组中,一般的方形、圆柱电池的液冷系统是模块级,一般放置在电池箱底部的软件组电池的级别很多。 液冷面板应用中遇到的问题及解决方法水冷板在使用中可能出现一些问题:另一方面,有些客户在测试电池组时,采用通风泡沫硅作为壳体密封,在湿润环境中长期使用,增加电池组内部的湿度,冷却水冷板。另一方面,液体冷却板与电池组的直接接触导致液体冷却板长期负荷状态。



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一套典型的水冷散热系统必须具有以下部件:水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。水冷块是一个内部留有水道的金属块,由铜或铝制成,与CPU接触并将吸收CPU的热量。循环液由水泵的作用在循环的管路中流动,如果液体是水,就是我们俗称的水冷系统。吸收了CPU热量的液体就会从CPU上的水冷块中流走,而新的低温的循环液将继续吸收CPU的热量。水管连接水泵、水冷块和水箱,其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏,让液冷散热系统正常工作。水箱用来存储循环液,换热器就是一个类似散热片的装置,循环液将热量传递给具有大表面积的散热片,散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。


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液体冷板和热交换器用于许多不同的流体,通常涉及相同流体的再循环。一种不应该用于铝冷板和热交换器的液体是


自来水。自来水可能含有活性离子,如铜、碳酸氢盐、氯化物和/或其他促进腐蚀的杂质。另外,随着时间的推移,同样


的流体在闭环循环中会导致溶解氧从溶液中出来。由此产生的缺氧会阻止氧化层的形成。如果时间足够长,铝与氧气隔离


并暴露在低质量的水中,然后会被腐蚀。当水是传热系统的优先选择时,蒸馏水通常与乙二醇结合以降低其凝固点并提高其沸


点。由于上述原因,使用缓蚀剂是至关重要的。缓蚀剂是控制数量的活性离子(通常磷酸盐),在形成耐腐蚀层接管氧的作


用。由于这些抑制剂依赖于铝的化学反应,使用低质量的水,如自来水将减少抑制剂的有效性。


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