Vielleicht haben Sie bereits einige Kenntnisse über die Anwendung von Kühlplatten im Bereich der neuen Energien. Ohne ein tiefes Verständnis von Kühlplatten könnten Sie jedoch einen ungeeigneten Typ auswählen oder konstruieren, was Ihr Projekt möglicherweise verzögert. Wir haben einmal mit einem Kunden aus dem Bereich der neuen Energiefahrzeuge in Europa zusammengearbeitet, der sich zunächst für einen ungeeigneten Typ von Flüssigkeitskühlplatten entschied, was zu erheblichen Verzögerungen führte, als er später den Typ wechseln musste. Welches sind nun die wichtigsten Kühlplattentypen, die im Bereich der neuen Energien verwendet werden?
Die Kenntnis der wichtigsten Typen von Flüssigkeitskühlplatten ist nur der Anfang. Diese Kühlplatten spielen eine entscheidende Rolle im Wärmemanagement von Batteriesystemen und erfordern komplizierte technische Details. Um die richtigen Kühlplatten auszuwählen oder zu entwerfen, brauchen Sie ein tieferes Verständnis. Lesen Sie gemeinsam weiter.
Die Kühlplatte ist ein wesentlicher Bestandteil des Flüssigkeitskühlsystems. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit nimmt sie die Wärme des Batteriemoduls oder -pakets effektiv auf und leitet sie weiter. Das Kühlmittel fließt durch die Rohre im Inneren der Kühlplatte und leitet die Wärme effizient ab. Dieser Mechanismus der direkten Wärmeleitung und -übertragung macht die Kühlplatte zu einem unverzichtbaren Bestandteil des Batterietemperaturmanagements.
In Rechenzentren ist eine effektive Kühlung aufgrund der hohen Leistungsdichte entscheidend. Die Flüssigkeitskühlung, insbesondere unter Verwendung von Kühlplattensystemen, leitet die Wärme von internen Komponenten effizient nach außen ab. Diese Methode gewährleistet sichere Betriebstemperaturen und vermeidet den direkten Kontakt zwischen dem Kühlmittel und empfindlicher Elektronik. Außerdem ermöglicht sie einen präzisen Wärmeaustausch für wichtige Komponenten wie CPUs und Speicher.
(der Wärmetauscher ist ein Plattenwärmetauscher mit Flüssigkeitskühlung)
Für zylindrische Batterien verwenden fast alle Kunden die seitliche Wärmetauscherlösung mit Schlangenrohren, wie das Wärmetauschergehäuse der zylindrischen Batterie von Tesla. (Anweisungen für Serpentinenrohre)
Bei prismatischen Batterien entscheiden sich 73,3% der Kunden für Flüssigkeitskühlplatten mit Bodenwärmeaustausch. Zunehmend verwenden viele auch den seitlichen Wärmeaustausch oder den mehrseitigen Wärmeaustausch. Beim seitlichen Wärmeaustausch werden Mikrokanalrohre extrudiert und gebogen, ähnlich wie bei Serpentinenrohren. Beim mehrseitigen Wärmeaustausch, wie in Abbildung 3 dargestellt, werden Boden und Seiten gleichzeitig gekühlt, was die Effizienz erheblich verbessert. (Anleitungen für kalte Platten)
Dabei kommt die Hydroforming-Technologie zum Einsatz, eine Art Stanzverfahren, das komplexe, aber präzise Formen erzeugt. Es eignet sich ideal für die Herstellung von Flüssigkeitskühlplatten, die die Batterietemperatur effektiv steuern und minimale Temperaturunterschiede zwischen den Batterien aufrechterhalten.
Präzise Formen: Erzeugt komplexe geometrische Formen zur Optimierung der Wärmeübertragung und Kühleffizienz.
Langlebigkeit: Die Struktur ist robust, hochdruck- und temperaturbeständig und für raue Umgebungen geeignet.
Anpassungsfähigkeit: Flexibles Design kann für verschiedene Gerätegrößen angepasst werden.
Effizienz: Der kurze Produktionszyklus ermöglicht eine schnelle Massenproduktion zur Deckung der Nachfrage.
Die Aluminiumbarren werden in mehrere Metallströme gepresst, die durch die Formspalte flache Rohre oder Mikrokanäle bilden. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung von Form und Größe der Kühlplatten und erhöht die Tragfähigkeit.
Effizienz und Kosteneffizienz: Einfache Formen, die beim Aluminiumstrangpressen verwendet werden, verkürzen die Produktionszyklen und senken die Kosten.
Das Rührreibschweißen (Friction Stir Welding, FSW) ist ein Festkörperverfahren, bei dem ein schnell rotierendes, nadelförmiges Werkzeug verwendet wird, um zwei metallische Werkstücke durch Reibung zu erhitzen und zu erweichen, ohne sie zu schmelzen. Die Materialien werden dann plastisch verformt und vermischt, um eine Schweißnaht zu erzeugen.
Hohe Festigkeit: FSW behält mehr als 70% der ursprünglichen Festigkeit des Metalls bei und liefert robuste Schweißnähte. Das Schleifen nach der Schweißung kann eine nahtlose Oberfläche erzeugen.
Gleichmäßige Verarbeitung: Spezialisierte Werkzeuge und Rührnadeln sorgen für eine gleichmäßige Bearbeitung der Werkstücke.
Bei diesem Verfahren werden durch maschinelle Bearbeitung spezielle Formen und innere Kanäle in einen Block geschnitten, die den Durchfluss der Kühlflüssigkeit ermöglichen. Sie gewährleistet die Stabilität und Haltbarkeit der Teile unter extremen Bedingungen.
Hochgradig anpassbar: Die Bearbeitungstechnologie ermöglicht die Herstellung von flüssigkeitsgekühlten Platten, die auf spezifische Formen und Größen zugeschnitten sind und die einzigartigen Anforderungen verschiedener Anwendungen erfüllen.
Langlebigkeit: Bearbeitete Kühlplatten besitzen starke mechanische Eigenschaften und sind verschleiß- und korrosionsbeständig, was zu einer längeren Lebensdauer, einer geringeren Austauschhäufigkeit und niedrigeren langfristigen Kosten und Wartungskosten führt.
Um eine stabile Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkühlplatte zu erreichen, wird das Material der thermischen Schnittstelle häufiger auf der Oberfläche der Flüssigkühlplatte angebracht. Das thermische Schnittstellenmaterial hat eine stabile Wärmeleitfähigkeit und vergrößert die Kontaktfläche zwischen der Batterie und der flüssigen Kühlplatte. Die meisten Wärmeleitmaterialien haben auch eine gewisse Isolierung, und Silikonpads (eines der wichtigsten Wärmeleitmaterialien) können in der Regel eine Spannungsfestigkeit von 3-7Kv erreichen.
Als eine der effizientesten Lösungen für das Wärmemanagement von Batterien kann sich die technologische Innovation von Wasserkühlplatten auf die folgenden Schlüsselbereiche konzentrieren:
1. Werkstoff-Innovation: Entwicklung neuer oder Verbesserung bestehender Werkstoffe, z. B. Graphen oder Verbundwerkstoffe, um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen und gleichzeitig Gewicht und Kosten zu senken. Dadurch wird die Effizienz von Kühlplatten erhöht, um höhere Anforderungen an die Wärmeableitung zu erfüllen.
2. Microchannel-Technologie: Verbesserung der Effizienz des Wärmeaustauschs durch die Entwicklung kleinerer interner Kanäle im Produkt, wodurch die Oberfläche des Kühlmittels vergrößert wird. Dies ermöglicht eine schnellere Aufnahme und Abgabe von Wärme.
3. Modulares und skalierbares Design: Schaffung eines modularen Kühlplattensystems, das leicht erweitert oder geändert werden kann, um verschiedenen Anwendungen gerecht zu werden, wodurch die Konstruktions- und Produktionskosten gesenkt und die Einsatzmöglichkeiten erweitert werden.
Meine Antwort lautet: Ja, ich bin sehr optimistisch, was die Rolle der künstlichen Intelligenz bei der Optimierung von Flüssigkühlplatten angeht. Derzeit wird bei der Konstruktion von Flüssigkeitskühlplatten eine Vielzahl von Werkzeugen verwendet, um die Wirksamkeit von Flüssigkeitskühlplatten zu testen, zu simulieren und zu überprüfen. Die Überprüfung und Korrektur von Zeichnungen erfordert Personal- und Materialressourcen, und das derzeitige Computersimulationssystem zur Beurteilung der Arbeitsbedingungen ist immer noch relativ zeitaufwändig. In Zukunft können einige grundlegende, wiederholbare, berechenbare und standardisierte Arbeiten durch KI erledigt werden.
In der industriellen Produktion kann KI effizientere und gezieltere Lösungen für die optimierte Gestaltung der Kühlplattenform, der internen Kühlkanalkonfiguration, der Rippengeometrie, der Einlass- und Auslasspositionen usw. bieten und die Grenzen einiger traditioneller Methoden überwinden.
Der Schlüssel zur Anwendung von Flüssigkeitskühlplatten im Bereich der neuen Energien liegt in der Verbesserung der Effizienz des Wärmemanagements des Systems. Ich glaube, dass dieser Artikel Ihnen helfen kann zu verstehen, welche Art von Flüssigkeitskühlplatten Sie wählen können, um Ihre Projektanforderungen zu erfüllen. In Zukunft wird der Einsatz von künstlicher Intelligenz auch unbegrenzte Möglichkeiten für die Designoptimierung eröffnen. Es muss gesagt werden, dass die Kühlplattentechnologie nicht nur eine Herausforderung für Ingenieure ist, sondern auch eine Verpflichtung für die zukünftige Entwicklung des gesamten Bereichs der neuen Energien.
Ich arbeite seit über 5 Jahren im Bereich des Wärmemanagements von Batterien und habe viele internationale Projekte betreut. Wenn Sie sich für Produkte oder Dienstleistungen zur Flüssigkeitskühlung von Batterien interessieren, können Sie mir gerne Fragen stellen!
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