Berbanding dengan penyejukan udara, sistem penyejukan yang cekap adalah penting untuk memastikan prestasi bateri dan keselamatan dalam pembangunan kenderaan EV. Dikenali sebagai komponen penyejukan teras dalam sistem pengurusan haba, plat sejuk memainkan peranan penting dalam sistem penyejukan kenderaan EV. Artikel ini membincangkan tentang meningkatkan kekonduksian terma plat sejuk melalui pengoptimuman reka bentuk, yang meneroka strategi seperti mengoptimumkan susun atur dan bilangan saluran penyejukan, memilih bahan dengan kekonduksian terma yang tinggi, menggunakan teknologi rawatan permukaan termaju, mengoptimumkan bahan antara muka terma (TIM), dan menggunakan simulasi dan analisis model untuk pengoptimuman ramalan. Pendekatan ini meningkatkan kecekapan penyejukan kenderaan tenaga baharu dan memanjangkan hayat bateri, meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan kenderaan. Penerokaan terperinci strategi ini menawarkan pandangan teknikal yang mendalam dalam mereka bentuk dan mengoptimumkan sistem penyejukan untuk kenderaan EV.
Bahagian 1: Teknologi Utama Plat Penyejuk Cecair untuk Pelesapan Haba
Bahagian1 A: Pengoptimuman Reka Bentuk Berbilang saluran
Pengoptimuman Reka Letak Saluran
Dalam usaha untuk mempertingkatkan sistem pengurusan haba dalam kenderaan EV, mengoptimumkan susun atur saluran penyejukan dalam sink haba atau plat penyejuk cecair menjadi strategi penting. Susun atur saluran penyejukan secara langsung mempengaruhi laluan pengaliran haba, seterusnya menjejaskan rintangan haba dan kecekapan pertukaran haba keseluruhan sistem penyejukan. Antara pelbagai geometri saluran-lurus, lingkaran dan bercabang-masing-masing memberikan kelebihan dan pertimbangan yang unik dari segi pengagihan haba, kerumitan pembuatan dan tingkah laku dinamik bendalir.
-Plat Sejuk Saluran Lurus:
Dengan reka bentuk yang ringkas dan kemudahan pembuatan, Susun atur saluran lurus digunakan secara meluas. Susun atur ini menyediakan laluan penyejukan terus, membolehkan bendalir penyejuk melepasi pakej bateri dengan cepat, menjadikannya sesuai untuk pek bateri yang memerlukan pelesapan haba yang seragam dan mempunyai beban haba yang agak rendah. Dalam kenderaan tenaga baharu, susun atur saluran lurus amat sesuai untuk pek bateri yang kompak dan ringkas, seperti dalam kenderaan elektrik kecil atau kereta hibrid, di mana pelesapan haba yang cekap diperlukan tetapi ruang dan kos adalah terhad.
Sebagai contoh, Chevrolet Volt yang diklasifikasikan sebagai Kenderaan Elektrik Hibrid Plug-in (PHEV), ialah reka bentuk pek bateri Chevrolet Volt yang menggabungkan mekanisme penyejukan yang cekap untuk mengekalkan bateri dalam keadaan kerja yang optimum. Sistem penyejukannya mungkin menggunakan saluran lurus untuk memudahkan proses penyejukan dan meminimumkan penghunian ruang untuk meningkatkan prestasi termanya.
-Saluran Lingkaran Plat Sejuk:
Saluran lingkaran meningkatkan kecekapan pertukaran terma dengan memanjangkan laluan aliran penyejuk dan meningkatkan masa sentuhan antara bendalir dan dinding saluran. Reka bentuk ini amat sesuai untuk aplikasi dengan beban haba yang tinggi atau yang memerlukan pengaliran haba yang cekap. Sebagai contoh,plat sejuk saluran lingkaranjuga mencapai pemindahan haba yang lebih seragam, mengurangkan beban haba yang tinggi untuk pelesapan haba kenderaan EV. Walau bagaimanapun, reka bentuk ini mungkin membawa kepada rintangan aliran yang lebih tinggi, memerlukan pam yang lebih kuat untuk mengekalkan aliran. Oleh itu, memilih saluran lingkaran adalah sesuai apabila sistem boleh bertolak ansur dengan penggunaan tenaga yang lebih tinggi dan mempunyai keperluan yang tinggi untuk kecekapan penyejukan.
-Plat Sejuk Saluran Bercabang:
Susun atur plat penyejuk cecair saluran bercabang membahagikan saluran utama kepada berbilang cawangan, membolehkan penyejuk diagihkan dengan lebih sekata pada bahagian berlainan pek bateri. Reka bentuk ini sesuai dengan pek bateri dengan bentuk yang tidak teratur atau pengagihan beban haba yang tidak sekata. Ia mengoptimumkan aliran penyejuk, memastikan kawasan dalam pek bateri dengan beban haba yang lebih tinggi menerima penyejukan yang mencukupi. Susun atur saluran bercabang boleh digunakan untuk aplikasi yang memerlukan keseragaman tinggi dalam suhu, seperti dalam kenderaan elektrik besar dan kereta sukan elektrik mewah. Pek bateri ini memerlukan kawalan suhu yang tepat untuk setiap sel bateri untuk memastikan prestasi dan keselamatan yang optimum.
Sebagai contoh, Porsche Taycan ialah kereta sukan elektrik berprestasi tinggi, terkenal dengan prestasi pemanduan yang luar biasa dan keupayaan pengecasan pantas. Untuk mengekalkan prestasi bateri dan memanjangkan jangka hayatnya, Taycan mungkin menggunakan reka bentuk sistem penyejukan yang kompleks, termasuk susun atur saluran bercabang, untuk mencapai pengedaran suhu seragam dalam pek bateri.
Kelebihan paling ketara pendekatan ini ialah ia mengasingkan penyejuk daripada sel/modul bateri, menghapuskan potensi bahaya keselamatan. Susun atur modul Taycan dibahagikan kepada lapisan atas dan bawah, jadi sistem penyejukan airnya juga dibahagikan kepada lapisan atas dan bawah, berjumlah 13 cawangan penyejukan. Setiap cawangan plat sejuk bertiub mempunyai dua paip penyejuk air selari yang menampilkan 10 saluran aliran selari, dan saiz setiap saluran ialah 3mm*2mm; keseluruhan paip penyejuk mempunyai ketebalan kira-kira 4mm dan lebar kira-kira 35mm.
Saiz Saluran dan Strategi Pengedaran
Pilihan saiz saluran memainkan peranan penting dalam reka bentuk plat sejuk cecair untuk kenderaan EV, juga mempengaruhi prestasi keseluruhan sistem penyejukan sekunder. Kedua-dua lubang besar dan kecil dalam plat sejuk mempunyai aplikasinya berdasarkan keperluan khusus dan reka bentuk kenderaan EV.
-Plat Sejuk Saluran Besar:
Plat sejuk saluran besar merujuk kepada plat yang mempunyai diameter dalam yang lebih luas, antara 5 - 10 milimeter yang dianggap sebagai pilihan yang berkesan untuk meningkatkan prestasi aliran cecair penyejuk disebabkan tekanan rendah dalam kadar aliran. Reka bentuk ini membolehkan penggunaan pam tanpa kuasa tinggi, dengan itu mengurangkan penggunaan tenaga sistem. Susun atur saluran yang besar sesuai untuk kenderaan tenaga baharu dengan pengagihan beban haba yang agak seragam dan keperluan kecekapan tenaga yang lebih tinggi. Sebagai contoh, kenderaan EV yang dimaksudkan untuk ulang-alik bandar mungkin lebih suka reka bentuk saluran besar untuk mencapai kecekapan penyejukan yang munasabah dan penggunaan tenaga yang lebih rendah ke arah elektronik berkuasa tinggi.
Dalam kenderaan EV di mana beban haba secara relatifnya diagihkan secara seragam dan terdapat permintaan yang tinggi untuk kecekapan tenaga, plat sejuk saluran besar amat sesuai untuk komponen EV. Sebagai contoh, sesetengah bas bandar cenderung menggunakan reka bentuk saluran besar untuk mencapai kecekapan penyejukan yang munasabah dan penggunaan tenaga yang lebih rendah. Tetapi, lebih banyak ruang diperlukan apabila menggunakan plat sejuk cecair saluran besar. Inilah sebab mengapa kami jarang melihat plat sejuk cecair saluran besar dalam kenderaan EV persendirian kerana kereta EV sering lebih menumpukan pada penggunaan ruang dan kekompakan keseluruhan kenderaan semasa reka bentuk untuk memenuhi keperluan pengguna untuk pengalaman memandu.
-Pinggan Sejuk Saluran Kecil:
Berbeza,plat sejuk saluran kecil(Kira-kira diameter kira-kira 5 milimeter) boleh memberikan tahap kecekapan yang tinggi dalam memindahkan haba untuk kereta EV berprestasi tinggi dan kenderaan EV persendirian biasa kerana ia meningkatkan luas permukaan antara penyejuk dan dinding saluran untuk bersentuhan, dengan itu mempercepatkan aliran kadar penyejuk dalaman. Selain itu, plat sejuk saluran kecil menyediakan lebih banyak laluan aliran pada permukaan pelekapnya dalam ruang terhad yang tidak dapat dicapai oleh plat kecil.
Selain itu, penyelesaian yang ideal, kadar aliran, dan objektif pengurusan haba juga perlu dipertimbangkan. Awak bolehhubungi jurutera kamiuntuk perundingan lebih teknikal.
Bahagian1 B: Pemilihan Bahan dan Aplikasi
-Pemilihan Bahan yang Sesuai:
Tidak syak lagi bahawa kami memilih plat sejuk aluminium dan paip haba tembaga untuk pelesapan haba apabila dipertimbangkankekonduksian haba aluminium dan kuprumdan kos. Mulai Februari 2024, harga tembaga setiap tan ialah $7.600.00 bersama-sama dengan $3500-4000 aloi aluminium. Jadi, ia adalah cara yang kos efektif untuk membeli aluminium dan bukannya aloi tembaga.
Selain itu, volum juga merupakan titik utama untuk mengeluarkan plat sejuk cecair EV. Seperti yang digambarkan, 1 tan aloi aluminium menduduki volum yang jauh lebih besar daripada aloi tembaga kerana ketumpatan aluminium yang lebih rendah, yang bermaksud aluminium ialah bahan yang sesuai untuk mengeluarkan kawasan permukaan atas untuk ringan dan tembaga untuk mengeluarkan paip haba untuk prestasi haba yang baik. Sebagai contoh, kita tahu bahawa pek bateri Audi e-Tron mempunyai berat 5 kg dan 7{4}}0 kg pek bateri litium, yang bermaksud bahawa plat penyejuk cecair hanya menduduki 0.7% daripada jumlah berat. Tetapi jika anda menggunakan plat sejuk tembaga, ia mengambil lebih 2.5% daripada jumlah berat (Anggaran 7.5 kg).
-Hubungan Antara Prestasi Kekonduksian Terma dan Ketebalan Bahan:
Ketebalan bahan mempengaruhi kecekapan penukar haba. Bahan tebal boleh mengakibatkan peningkatan rintangan haba, manakala bahan nipis mungkin tidak cukup kuat secara mekanikal dan kemudian menyebabkan isu serius seperti penembusan haba.
Graf pertama menunjukkan bahawa Ia adalah jelas bahawa kekuatan mekanikal graphene adalah jauh lebih tinggi daripada aluminium dan tembaga, dan ia hampir tidak berubah dengan ketebalan. Kekuatan mekanikal aluminium dan kuprum sedikit meningkat apabila ketebalan meningkat. Graf kedua menunjukkan hubungan antara ketebalan bahan dan rintangan haba. Rintangan haba graphene adalah sangat rendah dan hampir tidak terjejas oleh ketebalan, manakala rintangan haba aluminium dan kuprum meningkat secara linear dengan peningkatan dalam ketebalan.
Graf ketiga yang ditunjukkan di bawah menunjukkan gabungan kekuatan mekanikal, ketebalan bahan dan rintangan haba. Kita dapat melihat bahawa aloi aluminium {{0}}.08m mempunyai kekuatan tegangan terbaik dan rintangan haba yang rendah (0.36 darjah W).
Bahagian 2: Teknologi Pengurusan Terma dalam Plat Sejuk Cecair
Bahagian2 A: Teknologi Rawatan Permukaan
-Salutan Permukaan:
Salutan konduktif terma ialah rawatan permukaan khusus yang direka untuk meningkatkan kecekapan pertukaran haba plat penyejuk air. Salutan ini berfungsi dengan meningkatkan kualiti sentuhan pada antara muka terma atau mempertingkatkan keupayaan sinaran terma, biasanya menggabungkan bahan dengan kekonduksian terma yang tinggi seperti perak, kuprum dan aluminium, serta bahan nano seperti tiub nano karbon (CNT) dan graphene. Salutan ini bukan sahaja meningkatkan kecekapan terma, tetapi ia juga menawarkan beberapa tahap perlindungan terhadap kakisan dan haus, dengan itu memanjangkan jangka hayat plat penyejuk cecair.
-Pemprosesan Permukaan:
Melalui pemprosesan permukaan plat penyejuk air, kawasan pertukaran haba boleh ditingkatkan, dengan itu meningkatkan kecekapan pemindahan haba. Kaedah ini meningkatkan kapasiti pertukaran haba antara bendalir dan luas permukaan plat asas dengan meningkatkan kekasaran permukaan. Sebagai contoh, seperti yang ditunjukkan dalam gambar, kita boleh membengkokkan plat penyejuk cecair untuk memastikan penyejuk melepasi setiap bahagian bateri, dengan itu meningkatkan prestasi haba plat sejuk. Kaixin Aluminium berdedikasi untuk menyediakan plat penyejuk cecair tersuai dan pemesinan sink haba aluminium sebagai keperluan anda.
Kaixin Aluminium boleh menyediakan beberapa pemprosesan permukaan untuk plat sejuk aluminium anda, contohnya, pemesinan CNC, anodizing, salutan serbuk, lenturan, dll... Atau, sila lihat blog kami "penyelesaian kos efektif untuk menyesuaikan sink haba aluminium dan plat sejuk cecair" untuk belajar bagaimana untuk menjimatkan wang dalam pembuatan plat sejuk aluminium dan sink haba.
Bahagian2 B: Pengoptimuman Bahan Antara Muka Terma (TIM):
-Pemilihan dan Penggunaan Bahan Antara Muka Terma:
Bahan Antara Muka Termal (TIM) ialah bahan yang digunakan antara dua permukaan untuk meningkatkan pengaliran terma. Ia digunakan di antara dua permukaan untuk meningkatkan kekonduksian terma. Jenis TIM biasa termasuk pes haba, pad, pita dan logam cecair, setiap satunya sesuai untuk aplikasi berbeza berdasarkan kekonduksian terma, kemudahan penggunaan dan ketahanannya.
Bahagian2 C: Simulasi dan Analisis Model-Aplikasi CFD dan Perisian Simulasi Terma:
Ia boleh meramal dan mengoptimumkan kecekapan kekonduksian terma secara berkesan bagi plat sejuk tersuai dengan menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) dan perisian simulasi terma, yang bermaksud bahawa pereka bentuk boleh menganalisis keseluruhan sistem penyejukan seperti peredaran penyejuk, susun atur haba. sumber, jambatan haba atau kawasan dengan rintangan haba yang tinggi, membolehkan reka bentuk yang lebih baik sebelum pengeluaran besar-besaran.
Semasa menjalankan simulasi dengan CFD, anda perlu menyediakan spesifikasi terperinci sistem penyejukan anda untuk jurutera Kaixin Aluminium. Ini termasuk data geometri plat penyejuk air dan komponennya, sifat bahan (konduksi terma, ketumpatan, haba tentu), keadaan sempadan (seperti suhu masuk dan keluar, dan kadar aliran), dan data penjanaan haba daripada sumber haba. Selain itu, menyatakan matlamat khusus atau kriteria prestasi anda untuk simulasi boleh menjadi sangat bermanfaat.Hubungi jurutera teknikal Kaixin Aluminiumdan kami berbesar hati untuk memberikan anda penyelesaian yang ideal untuk plat sejuk tersuai.