Desafíos comunes en las soluciones personalizadas de placas de refrigeración líquida：
En un sistema de gestión térmica, a medida que las baterías funcionan, generan un exceso de calor con el tiempo y el aumento de las cargas. Este calor supone un riesgo potencial o directo para las baterías. Por lo tanto, es necesario un componente de gestión térmica que equilibre el calor y cree una temperatura de trabajo óptima para las baterías. Cuando se transfiere calor a través del contacto directo entre las celdas/módulos de la batería y un dispositivo de aluminio tipo placa, este dispositivo de aluminio se conoce como placa de refrigeración líquida. En última instancia, el calor es transportado por el refrigerante que fluye a través de los canales internos de la placa de refrigeración líquida.
La complejidad del proceso de producción de las placas de refrigeración líquida supera con creces la de los intercambiadores de calor comunes para automóviles. Actualmente, en el mercado de vehículos de nueva energía, los tipos de placas de refrigeración líquida incluyen placas de refrigeración líquida de microcanal, placas de refrigeración líquida estampadas, placas de refrigeración líquida de unión por rodillo, placas de refrigeración extruidas y placas de refrigeración mecanizadas más FSW.
Placa de frío líquido extruido
El uso de moldes combinados con desviador permite crear tuberías de refrigeración líquida con distintas dimensiones (longitud, anchura), grosor de pared, número de orificios y tipos de cavidad, lo que garantiza tanto la resistencia estructural como el cumplimiento de los requisitos de intercambio térmico.
Placa líquida en frío Roll Bond
Gracias a su gran plasticidad, puede fabricar fácilmente estructuras porosas de diferentes formas mediante procesos de calentamiento y conformado.
Placa de refrigeración líquida de fundición inyectada
Tras diseñar el molde metálico para la fundición a presión, la aleación metálica (aluminio, zinc, magnesio, etc.) se calienta hasta el estado líquido para el proceso de fundición a presión.
Al integrar las fases de fabricación, la fundición a presión ayuda a garantizar la consistencia del producto y logra una alta eficiencia de producción.
Placa de refrigeración líquida para soldadura por fricción-agitación
La soldadura por fricción sella el hueco entre la placa base y la placa de cubierta, formando una placa de refrigeración por agua perfectamente conectada.
Ventajas:
① Diseño flexible, alta fiabilidad sin puntos de soldadura visibles y capacidad para fabricar placas de refrigeración por agua muy finas; toda la placa de refrigeración por agua puede tener un grosor de 5-7 mm, cumpliendo los estándares de peso ligero.
② Permite una rápida producción en masa con sólidas capacidades de fabricación.
Placa de enfriamiento de líquido de soldadura al vacío
La soldadura al vacío consiste en utilizar un material de soldadura con un punto de fusión inferior al del material base en el vacío. A temperaturas inferiores al punto de fusión del material base pero superiores al punto de fusión del material de soldadura, el material de soldadura líquido humedece, se extiende y rellena las superficies, logrando la soldadura de componentes en estado de vacío.
Placa de enfriamiento de líquido de soldadura continua
Utilizando protección de nitrógeno, la producción continua asegura una alta eficiencia (600-800mm/min) con alta precisión, garantizando la consistencia y estabilidad de la soldadura. Presenta una gran capacidad de ajuste, lo que permite soldar piezas de aluminio de distintos tamaños, formas y materiales.
Placa de refrigeración líquida de corte por láser
Los ingenieros de XD THERMAL programan el equipo de corte por láser para que funcione automáticamente, garantizando un posicionamiento exacto y una gran precisión sin comprometer el rendimiento y la resistencia del material.
Durante la fase inicial de validación, cuando no se dispone de utillaje de corte y punzonado, el corte por láser puede lograr los resultados de producto deseados por los clientes, al tiempo que les ahorra los costosos gastos asociados al utillaje, todo ello manteniendo la eficiencia.
La placa de refrigeración líquida es un componente fundamental de los sistemas de intercambio de calor refrigerados por agua. Su diseño pretende ajustar eficazmente la resistencia térmica de la placa de refrigeración en un espacio limitado mediante un diseño racional de los canales de la placa de refrigeración, consiguiendo así un intercambio de calor eficaz para la fuente de calor. El diseño de los canales requiere precisión y experiencia, teniendo en cuenta diversas limitaciones como las dimensiones de la placa de refrigeración, el rendimiento del intercambio de calor, las condiciones de funcionamiento de la placa de refrigeración, la velocidad/temperatura del flujo de fluido/rendimiento de la transferencia de calor y los parámetros operativos.
Una placa de refrigeración líquida fiable no viene determinada únicamente por su precio
sino más bien por la capacidad del ingeniero para ofrecer diseños altamente personalizados para productos no estándar.
Peso / Tamaño
Diseño basado en la estructura espacial del escenario de intercambio de calor y la estructura interna de la fuente de calor para lograr una eficiencia óptima de transferencia de calor por refrigeración líquida.
Alimentación de la batería y entorno operativo
Las variaciones en las condiciones de funcionamiento requieren que la placa de refrigeración líquida tenga capacidad de control de la temperatura, lo que evita efectos adversos en el rendimiento y la vida útil de la batería debido al sobrecalentamiento o a una refrigeración excesiva.
Caída de presión
El uso de la placa de refrigeración líquida del pack de baterías se ve influido por los cambios de temperatura y presión ambientales, especialmente en condiciones de carga elevada, en las que los efectos de la presión son más pronunciados. Por lo tanto, para garantizar la estabilidad y fiabilidad de la placa de refrigeración líquida durante su uso, es necesario calibrar la caída de presión
Compatibilidad de materiales
Entre las consideraciones relativas a la compatibilidad de los materiales figuran las reacciones químicas y la corrosión, y ahora también se tienen en cuenta las propiedades de ligereza. Los materiales más comunes son el aluminio, el cobre y el acero inoxidable.
Selección del medio de transferencia de calor
La refrigeración líquida suele emplear un medio de transferencia de calor con una mayor capacidad calorífica específica, como agua, solución de etilenglicol-agua, aceite mineral, líquidos fluorados, etc. El agua desionizada suele mezclarse con etilenglicol, junto con refrigerantes (materiales reversibles de cambio de fase) y aceite refrigerante (menos habitual).
Equilibrio del flujo y estabilidad de los fluidos
Cuanto mayor es el caudal del refrigerante, más calor se transporta en un tiempo determinado, lo que se traduce en menores diferencias de temperatura en la entrada y la salida. Sin embargo, esto conlleva mayores requisitos para la bomba (mayor potencia, mayor consumo de energía). Por lo tanto, es crucial equilibrar el caudal de refrigerante.
Paso del líquido
Las diferencias en el diseño de los canales para líquidos pueden influir en factores como el caudal, la velocidad, la uniformidad de la temperatura y la resistencia estructural, entre otros. En la actualidad, existen dos diseños principales de canales: en serie y en paralelo (y no se excluyen las estructuras no tradicionales).
En los canales extruidos, existen tubos planos de refrigeración líquida, tubos de refrigeración líquida de microcanal y tubos serpentina. El tubo de refrigeración líquida de microcanal está diseñado principalmente para aumentar el área de contacto con el líquido, minimizando la resistencia térmica entre la placa fría y la fuente de calor para mejorar el rendimiento de refrigeración y aumentar la resistencia estructural. Los tubos serpentín son más adecuados para soluciones de transferencia de calor por refrigeración líquida de celdas cilíndricas.
Además, hay construcciones como ranuras, aletas y paletas que se añaden internamente a los canales estampados, lo que hace más complejo el diseño de los componentes refrigerados por líquido pero mejora el rendimiento de la disipación térmica. (Los parámetros geométricos típicos de las aletas son grosor: 0,2-1 mm, separación entre aletas: 0,5-5 mm, altura de las aletas: 2,5-20 mm, y los materiales suelen ser aluminio o cobre).
Uniformidad de temperatura
En un sistema de baterías, no sólo es esencial garantizar que la temperatura de funcionamiento general de las baterías sea la adecuada, sino también mantener una diferencia de temperatura adecuada entre las celdas individuales de la batería dentro del paquete de baterías. Para mantener la consistencia de las celdas individuales y evitar desequilibrios térmicos, es necesario que la diferencia de temperatura entre las celdas de la batería no supere los 5°C. En la figura se muestra el intervalo de temperaturas de funcionamiento de las baterías de iones de litio. (Las simulaciones se han realizado con el software ANSYS, estándar en el sector).
Análisis de requisitos
Comprender parámetros clave como el tipo de batería, los requisitos de potencia, el rango de temperatura y el entorno operativo para garantizar que el diseño de la placa de refrigeración líquida pueda satisfacer escenarios de aplicación específicos.
Selección de materiales
Tenga en cuenta factores como la conductividad térmica, la resistencia a la corrosión y las propiedades de ligereza para garantizar que la placa de refrigeración líquida funcione eficazmente en distintas condiciones.
Diseño fluidodinámico
Optimizar la estructura interna de la placa de refrigeración líquida para garantizar un flujo de fluido uniforme, mejorando la eficiencia de disipación del calor. Mediante simulación numérica y validación experimental, optimizar el diseño de la dinámica de fluidos para maximizar la eficiencia de la conductividad térmica.
Sistema de refrigeración líquida
Optimización del diseño
Evalúa el espacio físico de todo el sistema, proporciona un diseño eficaz de disipación del calor para los módulos de la batería y otros componentes sensibles al calor, y organiza el sistema de refrigeración líquida de forma razonable.
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