【熱管理】新能源pack系統(tǒng)散熱解決方案-液冷板選型和設計

目前新能源車市場的液冷板類型主要有以下幾種：

口琴管式液冷板

口琴管式液冷板具有成本低、重量輕、結構相對簡單、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但由于其流道單一、接觸面積小、管道壁薄，導致它的換熱效果一般且承重能力較差。

壓式液冷板

沖壓式液冷板具有流道可任意設計、接觸面積大、換熱效果好、生產(chǎn)效率高、耐壓與強度好等優(yōu)點，但由于其需要開模，因此成本較高，且對平整度要求高，安裝難度大

吹脹式液冷板

吹脹式液冷板具有成本低、換熱效果好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，但由于其材質偏軟，因此在耐壓與強度方面存在較大的短板。

平行流管式液冷帶

平行流管式液冷帶具有換熱效果好、適用于圓柱形電芯的優(yōu)點，但由于其結構復雜，因此成本高。

型材加攪拌摩擦焊

這種將型材通過攪拌摩擦焊連接成型的液冷板具有可靠性好、承重能力好、表面平整度好、換熱效果好等優(yōu)點，但由于其厚度較厚且加工方式復雜，因此成本高、重量重且空間占有率高。

為了驗證液冷板的性能與安全可靠性，需要對液冷板進行如下三個方面的測試

1. 出貨檢測

2. 外觀檢測；

3. 尺寸檢測；

4. 常溫密封性。

熱性能測試

1. 冷卻性能測試；

2. 加熱性能測試

形式測試：

1. 低溫密封性試驗

2. 壓降測試

3. 爆破試驗

4. 靜壓強度

5. 耐高溫試驗

6. 耐低溫試驗

7. 壓力交變試驗

8. 鹽霧試驗

9. 帶載振動試驗

10. 內部腐蝕性試驗

11. 進回水接頭拉拔力測試

水冷散熱器的設計原則

基材的選擇：盡量避免一個系統(tǒng)中有兩種電極電位差較大的金屬，減少電化學腐蝕。

2冷板種類選擇:基于液冷系統(tǒng)的結構和是否承載重去選擇

流量的確定：由于水冷的系統(tǒng)比較龐大，一般不會對整個系統(tǒng)做仿真分析，而是先設定水冷散熱器流量，再根據(jù)對應的系統(tǒng)流動阻力匹配水泵。總熱量和工質的物性參數(shù)確定后，流量和溫升成反比

若溫升較高，則水冷系統(tǒng)的換熱器（冷卻水用）需要設計的比較大；若溫升過低，則需要選用比較大的水泵。因此溫升過高或過低都會引起成本的增加。基于經(jīng)濟性考慮，常常有個經(jīng)濟型溫升范圍，也就同步確定了散熱器的流量。

水冷流道截面的設計

經(jīng)理論推導，對流熱阻與截面的水力直徑成正相關的關系。

也就是說，其他條件相當，水力直徑越大，對流熱阻越大。我們知道，水力直徑D=4A/X，其中A為流道截面積，X為流道截面周長，也就是說，截面積相等的條件下，周長越大，水力直徑越小，對流熱阻越小。

流速的限制

基于一份基礎研究報告，流速超過一定限值，工質會破壞金屬壁面的氧化保護膜，造成沖蝕。不同的金屬，限值不同，鋁材最好低于2m/s。因此，限定了流量之后，流道總的截面積也基本限定了。

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