Battery Pack Liquid Cooling Plate

Ang Battery Pack Liquid Cooling Plate ay isang pangunahing komponento para sa thermal management ng mga baterya sa bagong serbisyo ng enerhiya, sistemang paglalagay ng enerhiya at iba pang industriya. Nakatanggap ito ng epektibong pagpapapatas ng temperatura ng baterya sa pamamagitan ng isang mataas na thermal conductivity metal substrate at struktura ng microchannel flow channel. Kabilang nitong mga pangunahing teknolohiyang ang double-sided cooling design (contact area ≥ 80%), optimization ng microchannel flow resistance (pressure drop ≤ 50kPa), phase change material composite (heat capacity increased by 30%), etc., adapted to the heat dissipation needs of high-energy density batteries (such as NCM811, LFP) in fast charging (≥ 3C) and high-power discharging (≥ 200kW), ensuring that the temperature difference of the battery pack is ≤ 5 [UNK] and the lifespan is extended by 20%.

2[UNK] Core Features

1. Efective heat conduction and temperature control

Thermal conductivity:

Data: Ang substrate ay ginagawa ng 6061-T6 aluminium alloy (thermal conductivity 167 W/m · K) o struktura ng kumpositong aluminium ng tanso (thickness of copper layer 1.5 mm, thermal conductivity 398 W/m · K), na 74% - 315% mas mataas kaysa sa tradisyonal na mamatay ng aluminium cast (96 W/m · K).

Kaso: Ningde Era CTP 3.0 liquid cooling plate ang gumagamit ng kompositong substrate ng aluminium ng tanso, at ang contact thermal resistance ay mabawasan sa 0.005 [UNK] [UNK] sa ²/W, na tumutugma sa nano thermal conductive gel (thermal resistance 0.003 [UNK] sa ²/W) upang makamit ng thermal resistance sa pagitan ng modulo ng baterya at ang liquid cooling plate ≤ 0.01 [UNK] sa ²/W.

Paraan ng pagkakaiba ng temperatura:

Data: Sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang inlet at dalawang outlet channel (channel width 0.8-1.2 mm, depth 1.5-2mm) at wavy deflectors (wave height 3mm, wave distance 5mm), ang pagkakaiba sa temperatura ng pack ng baterya ay kontrolado sa loob ng ± 2 [UNK] (sa 2C discharge rate), na 60% mas mababa kaysa sa skema ng iisang inlet at iisang outlet channel.

Test: Kapag ang 3M coolant (FC-72, tiyak na kapangyarihan ng init na 1.2 kJ/kg · K) ay umiikot s a isang flow rate na 1.5 m/s, ang convective heat transfer coefficient ay maabot sa 8000-12000 W/m ² · K, at ang pinakamataas na temperatura sa ibabaw ng baterya ay mababa ng 25 [UNK] kumpara sa natural cooling.

2. Lightweight at structural strength

Optimisasyon ng Density:

Data: The density of aluminum alloy liquid cooled plate is 2.7g/cm ³, which is 69.7% lighter than that of copper liquid cooled plate (8.9g/cm ³). Isang halimbawa sa Tesla Model 3 na liquid cooled plate, ang timbang ng isang piraso ay nagbaba mula 8.5 kg sa solusyon ng tanso sa 2.6 kg, na nagdulot ng pagbaba ng timbang ng higit sa 50 kg at pagtaas ng 3-5% sa range.

Komposite material: Gamit ang carbon fiber reinforced polymer (CFRP) substrate (thermal conductivity of 5 W/m · K, density of 1.5g/cm ³) at metal flow channel compound, ang timbang ay m as mababa ng 40%, angkop para sa mga ultra lightweight scenarios tulad ng drone battery packs.

Mechanical properties:

Data: Kalayaan ng kapansin-pansin ≥ 240MPa (estado T6), resistence sa impact (Charpy V-notch) ≥ 25J/cm ², pagpasa ng malamig at mainit na impact tests (1000 silid) mula -40 [UNK] hanggang 120 [UNK] nang walang cracks, angkop para sa malupit na kondisyon ng trabaho ng pagpapabilis ng vibration pack 15g (patuloy sa loob ng 10 oras).

Sealing: ginagamit ang laser welding flow channel (lakas ng weld ≥ 80% ng lakas ng substrate), ang detector ng pagleak ng helium mass spectrometer ay naghahanap ng leakage rate ≤ 1 × 10 ⁻⁹ Pa · m ³/s, na nagpapababa ng 99% ang panganib ng pagpapalaglag ng coolant.

3. Pagtutol sa corrosion at pagkakatiwalaan

Paggamot ng ibabaw:

Data: Ang ibabaw ng substrate ay nakasuot ng nickel phosphorus coating (thickness 5-10 μm) o nano ceramic coating (hardness HV 800-1000), at ang salt spray test (ASTM B117) ay hindi nagpapakita ng corrosion pagkatapos ng 2000 oras, na 6.7 beses mas resistant sa corrosion kaysa sa karaniwang pagpipinta (300 oras).

Kaso: Ang Liquid Cooling plate ng BYD Han EV ay gumagamit ng nickel phosphorus coating at organic silicon sealing treatment, na angkop para sa mga ekstremong kapaligiran tulad ng mataas na basa sa Hainan at saline alkali lupa sa hilaga. Ang halaga ng pagpapanatili ay mababa ng 70% sa loob ng 10-taong buhay ng serbisyo.

Pagtutol sa hamog:

Data: Ang disenyo ng flow channel ay nagbibigay ng 5% na espasyo para sa pagpapalawak, kasama ang ethylene glycol based coolant (freezing point -40 [UNK]), at nakapasa sa mga pagsusulit ng temperatura (500 silid) mula -50 [UNK] sa 120 [UNK] nang walang deformation. Sa paghahambing sa mga puring sistema ng pag-cool ng tubig, ang lakas ng hamog sa nagyelo ay nagpapataas ng 20 beses.

Design ng anti-clogging: Ang 200 mesh stainless steel filter screen ay naka-install sa input ng flow channel, kasama ang cooling liquid online filtration device (accuracy of filtration of 10 μ m), na may bilis ng pagtanggal ng kahirapan na ≥ 99%, upang maiwasan ang mga microchannel blockage.

4. Cost effectiveness at mass production capability

Kosto ng paggawa:

Data: Ang halaga ng isang aluminium alloy liquid cooled plate ay $15-25 (batch size of over 100000 pieces), na 60% lower than the copper solution at 40% lower than the stamping+brazing process. Ang ciclo ng pag-unlad ng mold ay 20-30 araw, na may kapangyarihan ng produksyon na 5000 piraso bawat araw (8 oras), na angkop para sa malawak na produksyon.

Paghahambing ng proseso: ang Friction Stir Welding (FSW) ay nagpapalit sa tradisyonal na pag-iisip, nagpapataas ng tatlong beses ang epektibo ng pag-iisip, nagpapababa ng 50% ang konsumo ng enerhiya at nagpapataas ng 40%. - Ito ay angkop para sa mga kumplikadong struktura ng channel.

Flexibility ng customization:

Data: Suporta ang disenyo na customized na may lawak ng channel na 0.5-2 mm at depth ng 1-3 mm, na may kadahilanan ng kumplikasyon na ≤ 8 (circumference ²/area). Maaari nitong makakuha ng gradient channel (input width 1.2mm → outlet 0.8mm), 3D curved channel at iba pang irregular structures, na umaayon sa iba't ibang mga layouts ng baterya module.

3[UNK] Karaniwang mga skenaryo at solusyon ng aplikasyon

1. Bagong energy vehicle power battery

Tanging karera ng kuryente (BEV):

Struktura: Double layer microchannel liquid cooling plate (channel spacing of 1.5 mm, depth of 2 mm), integrated with explosion-proof valve installation holes, battery module fixing slots, and insulation layer (thickness of 0.1 mm).

Performance: Magandang para sa 800V high voltage platform, na may pagkakaiba sa temperatura ng baterya ng ≤ 3 [UNK] at 0.02 [UNK]/W sa thermal resistance sa panahon ng mabilis na pagbebenta (≥ 3C), na nagpapatunay sa kinakailangan ng 10 taon/1.2 milyong kilometro.

Hybrid Electric Vehicle (HEV):

Struktura: Liquid cooled plate (copper layer 1mm+aluminum layer 5mm), surface nickel plated electromagnetic shielding, built-in phase change material (PCM) heat absorbing layer (melting point 45).

Kaso: Toyota Prius battery pack liquid cooled plate, IGBT junction temperature ≤ 120 [UNK] sa pinakamataas na kapangyarihan ng 150kW, mababa ng 20 [UNK] kumpara sa purong solusyon ng aluminium, at thermal run risk mababa ng 80%.