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隨著乘用車IP67的要求成為必須,動力電池系統(tǒng)可供選擇的冷卻方式范圍被嚴(yán)重收窄。在比較成熟的冷卻方式中,風(fēng)冷除了想辦法與其他熱傳遞手段配合使用外,已經(jīng)基本被排除在乘用車電池包應(yīng)用范疇以外。前半部分是散熱基本知識,后半部分當(dāng)前典型車型的散熱方案應(yīng)用形式。
液冷板,似乎并沒有什么統(tǒng)一的定義,我們僅就動力電池包的液冷板這個應(yīng)用場景,給它下個定義,暫且這樣描述:動力電池系統(tǒng)中,電池工作產(chǎn)生多余熱量,熱量通過電池或者模組與板型鋁質(zhì)器件表面接觸的方式傳遞,最終被器件內(nèi)部流道中通過的冷卻液帶走。這個板型鋁質(zhì)器件就是液冷板
對液冷散熱的基本要求:
散熱功率大,能夠及時導(dǎo)出動力電池工作過程中產(chǎn)生的多余熱量,避免過量溫升的發(fā)生;
可靠性高,在道路車輛環(huán)境工作,振動、沖擊、高低溫交變環(huán)境,對多數(shù)產(chǎn)品都是比較嚴(yán)酷的工作條件,而動力電池電壓動輒幾百伏,冷卻液泄漏是個嚴(yán)重問題,即使你使用絕緣性能好的冷卻液,但遇到外部雜質(zhì)后,絕緣性能會立即降低,因此,冷板密封可靠性很重要;
散熱設(shè)計精準(zhǔn),避免系統(tǒng)內(nèi)溫差過大,這是出于鋰電池自身性能的要求,電池的性能和老化都與工作溫度密切相關(guān);
對冷板的重量有嚴(yán)格要求,這來自于動力電池系統(tǒng)對能量密度的追求,嚴(yán)重拉低系統(tǒng)能量密度的冷卻系統(tǒng),是客戶和設(shè)計者都根本無法接受的。
幾個液冷板示例:
液冷系統(tǒng)利用液體流動換熱系數(shù)較大的特性,依靠液體流動轉(zhuǎn)移高熱量,是目前最有效的散熱方式之一,可消散幾百瓦到上千瓦的熱量。該廠家標(biāo)準(zhǔn)管路液冷板通過放置冷卻液管,直接與被冷卻設(shè)備底板接觸,可以在設(shè)備和冷卻液之間減少熱交換介面的數(shù)量,從而維持最低熱阻,提高性能。
該廠家是根據(jù)液冷板的工藝類型對液冷板類型做劃分,主要有:真空釬焊式水冷板(Aluminum Vacuum Brazing Coldplate)、攪拌摩擦焊式水冷板(FSW Coldplate)、埋管式水冷板(Exposed Tube Coldplate)和深孔鉆/腔體式水冷板(Aluminum / Copper Plate Long Hole Drilled)等幾種液體冷卻方式。他們各自的優(yōu)缺點,可參照下表。