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水冷板有什么作用 电池系统水冷板的技术现状与趋势

2022-05-11

  水冷板有什么作用?


  是一些大功率器件,如SVG、变频器、逆变器、IGBT等等,这些器件都可以使用水冷板散热器进行散热,而且散热效果非常好。


  推动水冷板不断迭代和发展的一个重要因素是:提高导热效率。


  提高导热效率通常有以下几种方案:


  (1)提高冷板与电芯的接触面积;


  (2)提高冷板与电芯之间界面的导热率;


  (3)提高冷板自身(材料)的导热性能;


  (4)调整流道设计,提高流体自身的换热效果;


  (5)不同冷板布置方案。


  冷板材料上,目前业内主要采用的是铝合金,铜的导热效果更好,但成本要贵得多,所以不是主流方向,在非电池包领域有应用;对于提高导热界面的导热效率,主要是在导热界面材料TIM上做功夫,由之前的空气介质,到后来的导热垫,再到目前的导热胶,TIM的导热效果在不断提高。


  在上述两点确认后,冷板设计的重心基本就集中到了提高冷板与电芯的接触面积、调整流道设计,提高流体自身的效果上来。这种变化我们可以从法雷奥对于不同充电功率所需冷却效果(综合换热系数)的划分上对比来看。


  电池系统水冷板的技术现状与趋势


  冲压流道和凸包这种大平板式的冷板设计迎合了当前快充和大模组、CTP的设计思路,是当前的主要应用趋势。另外,根据是否存在模组、界面材料TIM、箱体和电芯,这4者与冷板的位置来划分,冷板至少有6种的布置方案,其中箱体集成水冷板是目前一种比较受欢迎的设计思路。


  Innerfins的设计思路在功率电子电气方面应用得较多,在电池系统领域还没有看到应用的量产案例,但国内有企业在做这块。


  材料这块,除了金属,有些材料企业在尝试塑料冷板的方案,这是个很有惊喜的方向,期待有量产的方案出来。


  超级快充对于电池的冷却提出了更高的要求,好的冷却方案往往是这5点匹配下来的一个系统性工作,是考验每家企业综合设计能力的时候。


  现如今依靠液体流动转移高热量,是目前最有效的散热方式之一,可消散几百瓦到上千瓦的热量。水冷板自然成为现在的主流散热方案。


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