مقدمة عن لوحة التبريد
يُعدّ لوح تبريد البطارية مكونًا أساسيًا في المركبات الكهربائية، إذ يُضبط درجة حرارة تشغيلها ديناميكيًا. ونظرًا لكثافة البطاريات العالية في الوقت الحالي، تُولّد كمية كبيرة من الحرارة أثناء عمليتي الشحن والتفريغ. لذلك، يلعب لوح تبريد البطارية دورًا هامًا في تدوير السائل عبر قنواته الداخلية، وامتصاص الحرارة الناتجة عنه، والحفاظ على البطارية في أفضل حالاتها، وتوفير أمان موثوق.
يُصنع من مادة سبائك الألومنيوم، ويُضغط ويُشكل بواسطة مكبس هيدروليكي بقوة 3000 طن، ثم يُقطع الجزء الزائد، وأخيرًا يُلحم عند درجة حرارة عالية لتشكيل لوحي ألومنيوم متكاملين. يتدفق سائل التبريد عبر القناة بين لوحي الألومنيوم، مما يُبرّد الحرارة الناتجة عن البطارية بكفاءة.
مع التطور السريع لمركبات السيارات الكهربائية والطلب المتزايد في صناعة تخزين الطاقة المستقبلية، يبدو من الضروري فهم كيفية إنتاج ألواح تبريد البطاريات بكفاءة. تتناول هذه المقالة بشكل رئيسي ألواح التبريد باللحام، وكيفية إنتاجها بكفاءة، بالإضافة إلى أنواع المواد وعمليات التصنيع، وطرق الاختبار، ومتطلبات التصميم.
مادة لوحة تبريد البطارية
المادة الأكثر شعبية لألواح التبريد حاليًا هي الألومنيوم، الذي يتميز بموصلية حرارية جيدة ومرونة قوية وخصائص خفيفة الوزن، مما يجعله الخيار الأفضل بين الأداء والتكلفة.
عادةً ما تتكون صفيحة التبريد من صفيحتين. إحداهما من الألومنيوم تُقطع بالشكل والحجم المطلوبين وفقًا للتصميم، بينما تتطلب الأخرى مكبسًا هيدروليكيًا لضغط وتشكيل القنوات اللازمة، وقطع الأجزاء الزائدة، وفتحات التركيب والتثبيت اللازمة.
تختلف رموز لوحي الألومنيوم. أحدهما مصنوع من 3003 والآخر من 3003/4343، حيث يُشكل 4343 10% من إجمالي السُمك. أثناء عملية اللحام عالية الحرارة، يذوب 4343، وبعد التبريد، يُربط لوحا الألومنيوم معًا لتشكيل لوح تبريد بطارية متكامل.
يختلف سُمك صفيحة الألومنيوم باختلاف حجم صفيحة التبريد. عادةً، يتراوح سُمك مادة الألومنيوم بين 1.5 و2 مم، وتُستخدم صفيحة ألومنيوم بسمك 2 مم في صفيحة التبريد كبيرة الحجم.
عملية تصنيع لوحة تبريد البطارية
تختلف عملية إنتاج أنواع مختلفة من الصفائح المبردة بالسائل. نقدم هنا بشكل رئيسي عملية إنتاج وتكنولوجيا الصفائح المبردة بالسائل الملحومة.
مرحلة التصميم
يحتاج المهندسون إلى تصميم الأبعاد الخارجية، وترتيب قنوات التدفق، وفتحات التثبيت، ومواضع مخرج الماء، وغيرها من تفاصيل لوحة التبريد السائل وفقًا لمتطلبات العميل. ومن خلال تحليل محاكاة الممر الساخن، يتم تحسين تصميم قناة التدفق ومقاومتها.
عندما تتمكن جميع التصميمات من تلبية متطلبات البطارية، فيمكنها الدخول إلى مرحلة التصنيع التالية
الختم والتشكيل
تتكون صفيحة تبريد البطارية من صفيحتين من الألومنيوم، علوية وسفلية. يجب ضغط الصفيحة السفلية وتشكيلها بواسطة مكبس هيدروليكي دقيق بقوة 2000 طن. ولتحسين كفاءة الإنتاج، يمكن استخدام تقنية القطع بالليزر لقطع الجزء الزائد من صفيحة الألومنيوم. هذا لا يقلل فقط من تكلفة القالب، بل يُحسّن أيضًا من كفاءة الإنتاج.
يمكن لآلات القطع بالليزر استخدام البرمجة الرسومية لقطع الشكل المطلوب، وتحديد المواقع، وفتحات التركيب دون الحاجة إلى أي قوالب،
رش التدفق
يجب رشّ مادة الألومنيوم 4343 بمادة الصهر، وهو شرط أساسي لعملية اللحام. يجب رشّ كل صفيحة ألومنيوم بمادة الصهر، وإلا فلن تتم عملية اللحام بسلاسة.
اللحام بدرجة حرارة عالية
هذه هي العملية الأكثر أهمية. يتم تكديس لوحين من الألومنيوم معًا وتسخينهما في فرن لحام الألومنيوم مع جو قابل للتحكم. بعد التسخين، يساعد التدفق على إذابة طبقة اللحام. بعد التبريد، تتشكل لوحة تبريد كاملة للبطارية. هذه العملية آلية بالكامل، ولا تتطلب مشاركة العمال. يمكنك مشاهدة الفيديو لفهم العملية كاملةً.
اختبار تسرب
يجب إجراء اختبار تسرب لكل صفيحة تبريد ملحومة، عادةً باستخدام طريقة تخفيف الضغط. يدخل هواء الضغط إلى داخل صفيحة التبريد السائلة عبر أجهزة اختبار دقيقة، وبعد تثبيته لفترة من الوقت، يتم الكشف عن تغيرات في الضغط. في حال عدم وجود أي تغير في الضغط، يُحكم بعدم وجود تسرب.
عادةً ما تستخدم مصانع تصنيع المعدات الأصلية (OEM) أساليب كشف التسرب باستخدام مطياف كتلة الهيليوم، وهي أكثر دقة وتكشف عن تسربات صغيرة جدًا. ومع ذلك، فإن أسعار هذه الأجهزة مرتفعة عمومًا، ولا تستطيع المصانع العادية تحمل تكلفتها.
فيديو مصنع لوحة التبريد
قائمة آلات المصنع
- آلة ختم هيدروليكية
- آلة القطع بالليزر
- آلة رش التدفق
- فرن لحام الألومنيوم مع جو يمكن التحكم فيه
- آلة المناولة الآلية
- جهاز اختبار تسرب الهيليوم
- جهاز اختبار تعب النبض
- آلة اختبار الأداء الحراري
- آلة اختبار التفجير عالية الضغط
- آلة تجريبية مقاومة للتآكل
أنواع لوحات تبريد البطاريات
هناك عدة أنواع مختلفة من الحلول لألواح التبريد السائلة، والتي تشترك في الميزة المشتركة المتمثلة في استخدام التبريد السائل للتبريد الفعال، ولكنها تختلف في البنية والتصميم
- نوع تضمين الأنابيب النحاسية
صفيحة تبريد سائل للبطارية مصنوعة من صفيحة ألومنيوم بسُمك 10 مم. تُقطع صفيحة الألومنيوم إلى أخاديد على شكل حرف S باستخدام آلة CNC، ثم تُدمج أنابيب نحاسية في هذه الأخاديد. يتدفق السائل عبر الأنابيب النحاسية لإزالة الحرارة من البطارية.
ميزة لوحة تبريد البطارية هذه هي أن عملية التصنيع بسيطة، ومقدار الاستثمار في المصنع صغير نسبيًا، ولكن كفاءة التبريد الخاصة بها ضعيفة نسبيًا، ومناسبة فقط للسيناريوهات ذات متطلبات تبديد الحرارة المنخفضة، مثل المركبات الكهربائية خفيفة الوزن وأنظمة تخزين الطاقة غير الفعالة
- أنبوب ألومنيوم ذو قناة دقيقة من النوع المنحني
بطاريات الليثيوم الدائرية مُرتبة بالترتيب. يوجد أنبوب ألومنيوم دقيق القناة في منتصف كل صف من البطاريات. ينحني الأنبوب وفقًا لقوس البطارية، ويتوافق معها تمامًا لتحقيق أقصى استفادة من المساحة.
يتميز هذا النوع من الصفائح المبردة بالسائل بمزايا عديدة، منها انخفاض سعره وإمكانية أتمتة الإنتاج بكفاءة. ومع ذلك، ولأسباب متعددة، يُعدّ استخدام هذا النوع من الصفائح المبردة بالسائل نادرًا نسبيًا.
- صفيحة مبردة بالسائل من نوع اللحام
هذا النوع من ألواح التبريد السائل هو الأكثر استخدامًا في السيارات الفاخرة. يُركّب أسفل البطارية، ويتميز بسرعة التبريد، بالإضافة إلى حماية سلامتها. حاليًا، تعتمد كبرى مصانع البطاريات في الصين هذا التصميم.
يتطلب إنتاج هذا النوع من ألواح التبريد استثمارًا كبيرًا، كما أن المتطلبات الفنية لإنتاجه هي الأعلى في هذه الصناعة. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير ممن يخططون لبدء إنتاجه.
آلاتنا الأكثر مبيعا
طريقة تجريبية لتبريد لوحة البطارية
اختبار الأداء الحراري
تُحاكي اللوحة المبردة بالسائل سيناريوهات الاستخدام الفعلي في المختبر، حيث يتدفق سائل التبريد داخلها. يُركّب سخان على سطح اللوحة لمحاكاة تسخين البطارية. تُجمع درجة الحرارة عبر أزواج حرارية موزعة في جميع أنحاء اللوحة، ويُحسب اتساق كفاءة التسخين والتبريد باستخدام حاسوب للتحقق من استيفاء الأداء الحراري لمتطلبات التصميم.
اختبار متانة نبضة الضغط
محاكاة ظروف قيادة مركبة، حيث يتدفق سائل التبريد بنبضات ضغط عالية داخليًا، مع تطبيق ضغط ومعدل تدفق محددين. اختبره باستمرار لعدة أشهر أو سنة لمدة 7 ساعات × 24 ساعة للتحقق من قوة تحمله للتعب، ثم تحقق من وجود أي تسريبات.
اختبار ضغط التفجير
قم بإغلاق مخرج المياه، وتقوم آلة اختبار الضغط بتطبيق ضغط داخلي من مدخل المياه حتى تنفجر لوحة التبريد السائلة، للتحقق من أقصى قدر من تحمل الضغط والتحقق من أدائها الآمن
اختبار مقاومة التآكل
ضع لوحة تبريد البطارية في بيئة رش ملح عالية التركيز لتسريع عملية التآكل وتقييم مقاومة المادة للتآكل في البيئات القاسية
الملخص النهائي
مع تطور الصناعة والتطور السريع لمركبات السيارات الكهربائية، وبفضل التصميم الداخلي فائق الذكاء وقدرة السيارات التي تعمل بالبطاريات، لا يمكن فصل القيادة الذكية لسيارات المستقبل عن قوة المحرك. لذلك، سيزداد الطلب على ألواح تبريد البطاريات.
قد يبدو لحام لوحي ألومنيوم معًا أمرًا بسيطًا للغاية، لكنه يتطلب علوم المواد، وميكانيكا الموائع، وتصميم قوالب دقيق، وتكنولوجيا اللحام عالي الحرارة، ودعمًا فنيًا متطورًا لكل خطوة، ومصانع إنتاج ضخمة تتطلب رأس مال كبير للبدء. إذا كنت ترغب في البدء بإنتاج لوح التبريد هذا، فعليك الخضوع لتقييم فريق متخصص قبل اتخاذ القرار.
شكرًا جزيلاً لقراءتكم هذه المقالة. للمزيد من المعلومات، يمكنكم التواصل مع مهندسينا.







WECHAT