Introdução à placa de resfriamento
A placa de resfriamento da bateria é um componente essencial dos veículos elétricos, ajustando dinamicamente a temperatura de funcionamento da bateria. Devido à alta densidade das baterias atuais, uma grande quantidade de calor é gerada durante os processos de carga e descarga. Portanto, a placa de resfriamento da bateria desempenha um papel importante, circulando o líquido pelos canais internos da placa de resfriamento, absorvendo o calor gerado pela bateria, mantendo-a em seu estado ideal e proporcionando segurança confiável.
O material é feito de liga de alumínio, prensado e conformado por uma prensa hidráulica de 3000 toneladas, depois cortado o excesso e, por fim, soldado em alta temperatura para formar duas placas de alumínio em um todo. O líquido de arrefecimento flui pelo canal entre as duas placas de alumínio, resfriando eficientemente o calor gerado pela bateria.
Com o rápido desenvolvimento de veículos elétricos e a alta demanda no futuro da indústria de armazenamento de energia, parece muito importante entender como produzir placas de resfriamento de baterias de forma eficiente. Este artigo aborda principalmente placas de resfriamento do tipo brasagem, como produzi-las de forma eficiente, bem como os tipos de materiais e processos de fabricação, métodos de teste e requisitos de projeto.
O material da placa de resfriamento da bateria
O material mais popular para placas de resfriamento atualmente é o alumínio, que tem boa condutividade térmica, forte plasticidade e características leves, tornando-o a melhor escolha entre desempenho e custo.
Normalmente, uma placa de resfriamento consiste em duas placas. Uma é uma placa de alumínio cortada no formato e tamanho necessários, de acordo com o projeto, enquanto a outra requer uma prensa hidráulica para prensar e formar os canais necessários, cortar as peças excedentes e fazer os furos de instalação e posicionamento necessários.
Os códigos para duas placas de alumínio são diferentes. Uma placa é feita de 3003 e a outra é feita de 3003/4343, com 4343 representando 10% da espessura total. Durante o processo de brasagem em alta temperatura, o 4343 derrete e, após o resfriamento, as duas placas de alumínio são conectadas para formar uma placa de resfriamento de bateria completa.
A espessura da chapa de alumínio varia de acordo com o tamanho da placa de resfriamento. Normalmente, a espessura do alumínio é de 1.5 a 2 mm, e placas de resfriamento de grande porte utilizam chapas de alumínio de 2 mm.
Processo de fabricação da placa de resfriamento da bateria
O processo de produção de diferentes tipos de placas resfriadas a líquido varia. Aqui, apresentamos principalmente o processo de produção e a tecnologia de placas resfriadas a líquido brasadas.
Fase de desenho
Os engenheiros precisam projetar as dimensões externas, a disposição dos canais de fluxo, os furos de posicionamento, os furos de instalação, as posições de saída de água e outros detalhes da placa de resfriamento líquido de acordo com as necessidades do cliente. Por meio da análise de simulação de canal quente, otimize o layout e a resistência do canal de fluxo.
Quando todos os projetos atenderem aos requisitos da bateria, ela poderá entrar no próximo estágio de fabricação
Estampagem e Conformação
A placa de resfriamento da bateria consiste em duas placas de alumínio: a placa superior e a placa inferior. A placa inferior precisa ser prensada e conformada por uma prensa hidráulica de precisão de 2000 toneladas. Para melhorar a eficiência da produção, a tecnologia de corte a laser pode ser utilizada para cortar o excesso da placa de alumínio. Isso não apenas reduz o investimento em moldes, mas também melhora a eficiência da produção.
As máquinas de corte a laser podem usar programação gráfica para cortar o formato desejado, posicionar furos e montar furos sem a necessidade de moldes,
Pulverização de fluxo
O alumínio do material 4343 precisa ser pulverizado com fluxo, o que é um requisito obrigatório para o processo de brasagem. Toda chapa de alumínio precisa ser pulverizada com fluxo, caso contrário, a soldagem não será suave.
Brasagem de alta temperatura
Este é o processo mais crítico. Duas placas de alumínio são empilhadas e aquecidas em um forno de brasagem de alumínio com atmosfera controlável. Após o aquecimento, o fluxo ajudará a derreter a camada de solda. Após o resfriamento, uma placa de resfriamento completa da bateria será formada. Este processo é totalmente automático e a brasagem não requer a participação de trabalhadores. Você pode assistir ao vídeo para entender o processo completo.
Teste de vazamento
Toda placa de resfriamento soldada precisa passar por um teste de vazamento, geralmente utilizando o método de atenuação de pressão. O ar comprimido entra no interior da placa de resfriamento líquido por meio de instrumentos de teste de precisão e, após um período de tempo, são detectadas alterações na pressão. Se não houver alteração na pressão, considera-se que não há vazamento.
As fábricas OEM geralmente utilizam métodos de detecção de vazamentos por espectrometria de massa de hélio, que são mais precisos e podem detectar vazamentos extremamente pequenos. No entanto, o preço desses instrumentos geralmente é alto e as fábricas comuns não podem arcar com seus custos.
Vídeo de fábrica de placas de resfriamento
Lista de máquinas de fábrica
- Máquina de estampagem hidráulica
- Máquina de corte a laser
- Máquina de pulverização de fluxo
- Forno de brasagem de alumínio com atmosfera controlável
- Máquina de manuseio automatizada
- Máquina de teste de vazamento de hélio
- Máquina de teste de fadiga de pulso
- Máquina de teste de desempenho térmico
- Máquina de teste de jateamento de alta pressão
- Máquina experimental resistente à corrosão
Tipos de placas de resfriamento de bateria
Existem vários tipos diferentes de soluções para placas de resfriamento líquido, que compartilham a característica comum de usar resfriamento líquido para resfriamento eficiente, mas diferem em estrutura e design
- Tipo de incorporação de tubo de cobre
Esta placa de resfriamento líquido para bateria é feita de uma chapa de alumínio com espessura de 10 mm. A chapa de alumínio é cortada em ranhuras em forma de S usando uma máquina CNC, e tubos de cobre são então embutidos nas ranhuras. O fluido flui através dos tubos de cobre para remover o calor da bateria.
A vantagem desta placa de resfriamento de bateria é que o processo de fabricação é simples, o valor do investimento da fábrica é relativamente pequeno, mas sua eficiência de resfriamento é relativamente baixa, adequada apenas para cenários com baixos requisitos de dissipação de calor, como veículos elétricos leves e sistemas de armazenamento de energia ineficientes
- Tipo de curvatura de tubo de alumínio de microcanal
As baterias de lítio redondas são dispostas em ordem. Há um tubo de alumínio com microcanais no meio de cada fileira de baterias. Ele é curvado de acordo com o arco da bateria e se encaixa perfeitamente com ela, permitindo o uso total de cada espaço.
Este tipo de placa resfriada a líquido apresenta inúmeras vantagens, como baixo preço e a possibilidade de automatizar a produção de forma eficiente. No entanto, devido a vários motivos, a aplicação deste tipo de placa resfriada a líquido é relativamente rara.
- Placa resfriada a líquido tipo brasagem
Este tipo de placa de resfriamento líquido é o mais utilizado em carros de luxo. Ela é instalada na parte inferior da bateria e não só tem a capacidade de resfriar rapidamente, como também pode proteger a bateria. Atualmente, as principais fábricas de baterias na China adotam este design.
A produção deste tipo de placa de resfriamento requer um investimento significativo, e os requisitos técnicos para a produção deste tipo de placa de resfriamento líquido também são os mais elevados do setor. Mesmo assim, ainda há muitas pessoas que desejam começar a produzir este tipo de placa de resfriamento líquido.
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Método experimental de placa de resfriamento de bateria
Teste de desempenho térmico
A placa resfriada a líquido simula cenários reais de uso em laboratório, com o fluido refrigerante fluindo em seu interior. Um aquecedor é instalado na superfície da placa de resfriamento para simular o aquecimento da bateria. A temperatura é coletada por meio de termopares distribuídos por toda a superfície, e a uniformidade da eficiência de aquecimento e resfriamento é calculada por computador para verificar se o desempenho térmico atende aos requisitos de projeto.
Teste de durabilidade de pulso de pressão
Simule as condições de condução de um veículo, com o líquido de arrefecimento fluindo internamente em pulsos de alta pressão e aplicando uma pressão e vazão definidas. Teste continuamente por vários meses ou um ano, durante 7 horas por dia, 7 dias por semana, 24 horas por dia, para verificar sua resistência à fadiga e, em seguida, verifique se há vazamentos.
Teste de pressão de jateamento
Sele a saída de água e a máquina de teste de pressão aplica pressão interna da entrada de água até que a placa de resfriamento de líquido estoure, verificando sua pressão máxima de resistência e verificando seu desempenho de segurança
Teste de resistência à corrosão
Coloque a placa de resfriamento da bateria em um ambiente de névoa salina de alta concentração para acelerar o processo de corrosão e avaliar a resistência à corrosão do material em ambientes agressivos
O resumo final
Com o desenvolvimento da indústria e a rápida iteração dos veículos elétricos, devido ao interior altamente inteligente e à potente potência dos carros a bateria, a condução inteligente dos carros do futuro não pode ser dissociada da potência do motor. Consequentemente, a demanda por placas de resfriamento de bateria aumentará.
Soldar duas placas de alumínio pode parecer muito simples, mas requer ciência dos materiais, mecânica dos fluidos, projeto de moldes de precisão, tecnologia de brasagem de alta temperatura, suporte técnico de ponta em cada etapa e fábricas de produção em larga escala, o que exige um alto investimento inicial. Se você deseja começar a produzir esta placa de resfriamento, precisa passar pela avaliação de uma equipe profissional antes de tomar uma decisão.
Muito obrigado por ler este artigo. Se precisar de mais informações, entre em contato com nossos engenheiros para obter mais detalhes.
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