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时间:2021年09月24日 来源:

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。再加上特斯拉的示范效应,水冷不再是预研课题,而成了尽快商业化的重点。液冷板,似乎并没有什么统一的定义,我们先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,结果是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。


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一种水冷板仿真设计方法,水冷板用于为功率模块散热,功率模块包括基板及多个芯片,芯片固定于基板上,水冷板仿真设计方法包括:根据功率模块的内部芯片的布局、芯片参数及基板的尺寸,在仿真软件中建立功率模块的简化热阻模型;在功率模块的简化热阻模型的芯片区域设置水冷板流道结构,得到水冷板模型;根据功率模块的实际工况中的发热量、简化热阻模型及水冷板模型,建立仿真模型,并进行仿真之后,根据仿真结果优化水冷板流道结构。


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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,这就需要用到高品质的大功率散热器,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。


近年来电子散热研究主要集中在计算机类的高热流芯片上,然而随着大功率半导体器件如IGBT、晶闸管等单个器件功率密度越来越大,传统的风冷散热器就有了一定的局限性,大功率散热方式逐渐从风冷向水冷方式过度,特别是在高压变频、新能源风电、光伏变流器、风电并网的柔性直流输电、特高压直流输电等领域,水冷方式已经成为主要的散热方式。

冷板设计方面的有用文献主要是关于低功率损耗方面。尽管有些少量的文献是采用CFD建模和材料研究用在IGBT、大功率发光二极管的冷却和封装和原子能的镭射散热。但缺少综合性的论述。尽管这几年的一些出版物论述及3D建模来仿真元件级冷却系统。如微通道冷板、微射流冷板、菱形网格状冷板、液体金属冷却、IGBT双面冷却却、鱼鳍翅片镶嵌及其他技术用在平板型半导体器件冷却上。


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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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水冷板的设计和如何辨别优劣.浙江水冷板厂家直销

散热器. 一般是通过液体循环来换热的,叫radiator,很多也叫heat exchanger,也就是换热器的意思,比如汽车里边的翅片式散热器; 若是直接与电子元件器件接触而进行散热的装置,此类散热器,一般翻译为cooler, 比如 CPU cooler , 电脑散热器。同时,也有些人把散热片,heatsink , 也叫做散热器。严格来说,散热片是没有风扇的,只是五金制品,风冷散热器是由散热片与风扇组合在一起的。散热器是将设备的热量直接散发在外界。   水冷板,国外叫cold plate ,直译叫冷板,国内很多译成water cooling plate, 或liquid cooling plate. 这是一种通过液冷换热的元件,原理是在金属板材内加工形成流道,电子元件安装于板的表面(中间涂装导热介质),冷却液从板的进口进入,出口出来,把元件的发出的热量带走。水冷板流道形成的工艺常见的有:摩擦焊、真空钎焊、埋铜管、深孔钻等。

     把散热器理解为换热器的话,那么,散热器+水冷板+水泵+管路,就形成了一个完整的液冷系统。水冷板负责吸收发热元件的热量传导到流经液体中,散热器则负责用翅片吸收被加的液体中热量,再通过外界的空气与翅片表面热交换,达到给元器件降温制冷的目的。 浙江水冷板厂家直销

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