Plaque froide et soudage : gestion thermique

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Quelles sont les difficultés rencontrées dans les solutions de gestion thermique actuelles ?

Les véhicules à énergie nouvelle ont des exigences accrues en matière de gestion thermique des batteries, des moteurs et des composants électroniques par rapport aux véhicules conventionnels, ce qui a placé demandes plus complexes et exigeantes sur la stratégie de gestion thermique du système.

Dans ce qui suit nous nous intéresserons à la gestion thermique des batteries. Les solutions techniques courantes actuelles sont refroidies par air, par liquide et par refroidissement direct. Alors que le prix des plaques refroidies par liquide diminue et que la sécurité et les performances de la batterie deviennent plus exigeantes, le refroidissement par liquide est devenu la technologie dominante pour la gestion thermique de la batterie.

Gestion thermique de la batterie doit résoudre trois défis : la dissipation de la chaleur et le chauffage des cellules de la batterie, l'équilibre de la température à l'intérieur de la batterie et la dilatation et la contraction thermiques des composants refroidis par liquide. Un excellent système de refroidissement est la clé pour résoudre les défis, et radiateurs refroidis par liquide en alliage d'aluminium sont idéales pour refroidir les équipements des véhicules à énergies nouvelles.

Plaques refroidies par liquide : enjeux de la gestion thermique

Les panneaux refroidis par liquide, en tant que méthode courante de gestion thermique des batteries pour les fabricants de véhicules à énergie nouvelle, ont rencontré un certain nombre de difficultés dans leur application.

Il y a plusieurs aspects :

1. Complexité de conception : les concepteurs doivent avoir des connaissances et de l'expérience en dynamique des fluides, en science des matériaux et en transfert de chaleur ; et la résistance à l'écoulement du côté réfrigérant de la plaque ne doit pas être trop élevée et l'uniformité de température de la surface de la plaque doit être garantie.

2. Complexité de fabrication : Les plaques refroidies par liquide nécessitent une grande précision dans l'usinage des voies d'écoulement et la qualité des matériaux utilisés, de sorte que les coûts de fabrication sont élevés.

3. Difficulté d'entretien : la maintenance nécessite du matériel et du personnel professionnels, ce qui est difficilement abordable pour certains utilisateurs.

4. Risque de fuite : des mesures de protection professionnelles sont nécessaires pour éviter les fuites de liquide de refroidissement, qui peuvent causer de graves dommages à l'intérieur de la batterie.

5. Effet de refroidissement : Comme l'effet de refroidissement est affecté par différents facteurs tels que le débit, la chute de pression et la température, l'effet de refroidissement est sujet à l'instabilité.

Applications des plaques de refroidissement liquide

Il existe actuellement quatre applications principales pour les panneaux refroidis par liquide, à savoir les batteries de puissance, les batteries de stockage d'énergie, les composants de transfert de chaleur refroidis par liquide à haute densité de flux de chaleur et les nouveaux composants de transfert de chaleur refroidis par liquide. Les composants d'échange de chaleur refroidis par liquide à haute densité de flux de chaleur comprennent principalement l'échange de chaleur de l'onduleur, l'échange de chaleur IGBT et le refroidissement liquide des panneaux photovoltaïques, etc. les nouveaux composants d'échange de chaleur refroidis par liquide comprennent principalement les composants d'échange de chaleur du lyophilisateur et les composants d'échange de chaleur du refroidisseur, etc.

Les plaques refroidies par liquide peuvent être globalement divisées en quatre catégories selon le type de procédé :

1. Plaque froide de brasage sous vide (plaque froide de brasage sous vide en aluminium)
2. Plaque refroidie à l'eau de type soudage par agitation par friction (plaque froide FSW)
3. Plaque froide à tube exposé
4. Long trou de plaque d'aluminium/cuivre percé

Pourquoi choisir l'aluminium pour les panneaux refroidis par liquide ?

Il existe plusieurs raisons de choisir l'aluminium comme matériau principal pour les panneaux refroidis par liquide :

Conductivité thermique élevée: sa conductivité thermique est plus de 3 fois supérieure à celle de l'acier inoxydable et plus de
fois plus élevé que le cuivre, donc avec la même masse, le matériau en aluminium a un meilleur effet de dissipation thermique.
Poids léger: l'aluminium est plus léger que les autres métaux et les panneaux de refroidissement liquide en aluminium sont plus légers que les autres métaux.
Résistance à la corrosion: L'aluminium a une meilleure résistance à la corrosion, ce qui permet d'utiliser des panneaux refroidis par liquide dans des environnements refroidis par liquide pendant une longue période.
Traitement facile : l'aluminium est plus facile à traiter que les autres métaux.

Mais le matériau en aluminium présente certains inconvénients lors du soudage, tout d'abord, le point de fusion du matériau en aluminium est plus bas, ce qui entraîne une plus grande zone affectée par la chaleur, facile à produire des pores et des fissures et d'autres défauts connexes ; deuxièmement, le film d'oxyde est plus épais, il faut faire quelques mesures de prétraitement; enfin, le coefficient de dilatation linéaire du matériau en aluminium est plus grand, la déformation thermique est plus grave, il faut prendre la technologie appropriée pour contrôler la déformation de soudage.

Comment souder la plaque de refroidissement ?

Plaque de refroidissement liquide si la qualité du soudage n'est pas conforme aux normes, les types de problèmes suivants se produiront :

mauvaise qualité de la soudure : faible résistance au niveau de la soudure, des fissures et des fuites ultérieures se produiront ;
dissipation thermique réduite : une chaleur excessive sera générée après le soudage pour affecter l'effet de dissipation thermique du marketing régional ;
diminution de la conductivité thermique : une mauvaise qualité de soudage fait diminuer la conductivité thermique du matériau en aluminium;
Influencer les performances matérielles : provoquer facilement une déformation des matériaux, une croissance des grains et d'autres problèmes connexes, affectant les performances des matériaux ;

À l'heure actuelle, il existe trois principaux procédés de soudage des plaques refroidies par liquide : le soudage par friction-malaxage, le soudage sous protection gazeuse et le brasage sous vide.

le soudage par friction-malaxage présente l'avantage d'une résistance élevée de la soudure, d'une grande fiabilité, peut être reconstitué, mais l'inconvénient est que le soudage du profil ou provoque une altération de la plaque froide;
le soudage sous protection gazeuse présente les avantages d'être bon marché, d'une bonne résistance à la pression, etc., mais nécessite l'ajout de matériaux auxiliaires, un traitement thermique et d'autres opérations;
La qualité du cordon de soudure par brasage sous vide est bonne, le processus est simple, mais le coût est plus élevé.

Afin d'améliorer la qualité des plaques refroidies par liquide, le personnel de Yangchi Technology sélectionnera la méthode de soudage appropriée, contrôlera strictement les paramètres de soudage, testera la qualité du cordon de soudure et sélectionnera le matériau de remplissage et le gaz de protection appropriés pour effectuer le soudage. processus obtiennent les meilleurs résultats.

Qualification des cordons de soudure par la technologie trumonytechs

À la fin du processus de soudage des plaques refroidies par liquide, voici quelques-unes des méthodes d'inspection courantes utilisées dans l'industrie :

Méthode d'inspection visuelle : jugement initial de la qualité de la soudure en observant l'apparence de la soudure, telle que l'intégrité de la soudure, l'uniformité, les fissures, les scories, la porosité, etc. ;
Examen radiographique : l'utilisation de rayons X ou de rayonnement gamma pour la fluoroscopie ou l'examen photographique de la soudure pour classer les fissures internes, la porosité, etc. de la soudure ;
détection ultrasonique : l'utilisation d'ondes ultrasonores sur le cordon de soudure
détection de particules magnétiques : appliquer de la poudre magnétique après le soudage et détecter si la soudure est défectueuse en observant la répartition de la poudre magnétique dans la soudure ;
Détection par courants de Foucault : utilisant le principe de l'induction par courants de Foucault pour effectuer la détection.

Le personnel de Trumonytechs testera la qualité du cordon de soudure après chaque processus de soudage, en le sélectionnant en fonction de la situation réelle et, si nécessaire, en adoptant une combinaison de méthodes pour garantir la qualité de la plaque refroidie par liquide.