基于液冷電池?zé)峁芾砘驹?

液冷板作為冷卻系統(tǒng)的重要組成部件，由于其位置的特殊性，冷卻板成為設(shè)計(jì)過程中的重中之重。液冷板設(shè)計(jì)不僅需要保證與電芯充分接觸，同時(shí)考慮液冷板的耐久腐蝕性問題，因此液冷板的材料選擇往往成為設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素。

鋁合金是一種導(dǎo)熱性好、密度低、強(qiáng)度高的金屬，因此在動力電池系統(tǒng)中常常被用做液冷板材料以用于電池內(nèi)部的散熱。乙二醇溶液作為一種主流的冷卻液，具有比熱容高、冰點(diǎn)低、流動性強(qiáng)和應(yīng)用成熟的特點(diǎn)，不僅多用于發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，也被用在新能源汽車的熱管理系統(tǒng)上，原則上鋁合金和冷卻液之間不會發(fā)生明顯的反應(yīng)。

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散熱對新能源汽車是非常重要的，因?yàn)槠浒l(fā)熱功率特別大，這就需要用到***的大功率散熱器，而傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱器一般無法滿足其散熱需求，特別是新能源汽車動力電池包的散熱，其具有密封性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)指標(biāo)要求電動汽車能在全年各種天氣條件下都能夠有高效穩(wěn)定地運(yùn)行，而且汽車電池組直接影響汽車的加速度和續(xù)航距離，所以它的穩(wěn)定性是整車的關(guān)鍵技術(shù)中的一環(huán)，而保證電池組穩(wěn)定發(fā)揮的關(guān)鍵技術(shù)在于其散熱。動力汽車的電池散熱一般會采用水冷散熱系統(tǒng)散熱，出色的水冷板散熱器及相關(guān)的管路連接技術(shù)保證其處于合適的溫度下運(yùn)行。一個好的的動力電池包的溫度管理系統(tǒng)需要保證了每一個單電池的溫度都是全年恒定的，即使是在極端炎熱天氣下大量使用電池，能夠保證及時(shí)的散熱，防止電池的壽命減弱或者膨脹損壞，而且在極端寒冷的天氣下大量使用電池，保證電池的內(nèi)部足夠溫暖，不會影響性能與壽命。電池的散熱是用液體的冷卻劑流經(jīng)電池組的底部的水冷板，再由導(dǎo)熱性好的冷卻板與單電池直接接觸，從而使電池快速降溫。

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近年來電子散熱研究主要集中在計(jì)算機(jī)類的高熱流芯片上，然而隨著大功率半導(dǎo)體器件如IGBT、晶閘管等單個器件功率密度越來越大，傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱器就有了一定的局限性，大功率散熱方式逐漸從風(fēng)冷向水冷方式過度，特別是在高壓變頻、新能源風(fēng)電、光伏變流器、風(fēng)電并網(wǎng)的柔性直流輸電、特高壓直流輸電等領(lǐng)域，水冷方式已經(jīng)成為主要的散熱方式。

冷板設(shè)計(jì)方面的有用文獻(xiàn)主要是關(guān)于低功率損耗方面。盡管有些少量的文獻(xiàn)是采用CFD建模和材料研究用在IGBT、大功率發(fā)光二極管的冷卻和封裝和原子能的鐳射散熱。但缺少綜合性的論述。盡管這幾年的一些出版物論述及3D建模來仿真元件級冷卻系統(tǒng)。如微通道冷板、微射流冷板、菱形網(wǎng)格狀冷板、液體金屬冷卻、IGBT雙面冷卻卻、魚鰭翅片鑲嵌及其他技術(shù)用在平板型半導(dǎo)體器件冷卻上。

為了解決用戶對于續(xù)駛里程的焦慮，新開發(fā)的電動汽車平臺電池系統(tǒng)能量越來越大,冷卻板在熱管理系統(tǒng)熱量傳遞關(guān)鍵部件，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響熱管理性能。

冷卻板的設(shè)計(jì)形式及其布置位置也是多種多樣的，主要根據(jù)電池的類型，電池系統(tǒng)整體的布置來確定。加之為了保證大能量電池包溫度均勻性，整個熱管理系統(tǒng)基本都采用多并聯(lián)支路設(shè)計(jì)，冷卻流道越長，溫度均勻性控制越困難，例如特斯Model X單冷卻管道長度約5.2m到model3單冷卻管道變?yōu)榧s1.9m，通過初步CFD計(jì)算，電池系統(tǒng)整體均勻性有了很大提高。例如像主流OEM的先進(jìn)動力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的水冷板的布置及串并聯(lián)方式。

水冷散熱器這五個節(jié)能方面，你注意到了嗎.

水冷齒輪箱潤滑分為兩部分：旋轉(zhuǎn)齒輪潤滑系統(tǒng)、傾動齒輪潤滑系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)齒輪潤滑系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)齒輪潤滑系統(tǒng)為自動甘油潤滑，其通過安裝在傳動齒輪上的4個甘油分配器向27個單獨(dú)的甘油潤滑點(diǎn)（旋轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)環(huán)11個甘油潤滑點(diǎn)、傾動軸承旋轉(zhuǎn)環(huán)11個甘油潤滑點(diǎn)、星型齒輪3個甘油潤滑點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)環(huán)2個甘油潤滑點(diǎn)）提供甘油，頻率為45分鐘。

傾動齒輪潤滑系統(tǒng)：為內(nèi)裝甘油泵的自動甘油潤滑，每臺傾動齒輪配有2個干郵箱（每個甘油箱容積2.4L），甘油潤滑布料溜槽傾動軸銅套軸承，扇形齒段及相關(guān)小齒輪，共8個潤滑點(diǎn)，頻率為50批料打油1次。

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水冷散熱器的設(shè)計(jì)原則

1基材的選擇：盡量避免一個系統(tǒng)中有兩種電極電位差較大的金屬，減少電化學(xué)腐蝕。

2冷板種類選擇:基于液冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和是否承載重去選擇

3 流量的確定：由于水冷的系統(tǒng)比較龐大，一般不會對整個系統(tǒng)做仿真分析，而是先設(shè)定水冷散熱器流量，再根據(jù)對應(yīng)的系統(tǒng)流動阻力匹配水泵?？偀崃亢凸べ|(zhì)的物性參數(shù)確定后，流量和溫升成反比；若溫升較高，則水冷系統(tǒng)的換熱器（冷卻水用）需要設(shè)計(jì)的比較大；若溫升過低，則需要選用比較大的水泵。因此溫升過高或過低都會引起成本的增加?；诮?jīng)濟(jì)性考慮，常常有個經(jīng)濟(jì)型溫升范圍，也就同步確定了散熱器的流量。

4.水冷流道截面的設(shè)計(jì)：經(jīng)理論推導(dǎo)，對流熱阻與截面的水力直徑成正相關(guān)的關(guān)系。也就是說，其他條件相當(dāng)，水力直徑越大，對流熱阻越大。我們知道，水力直徑D=4A/X，其中A為流道截面積，X為流道截面周長，也就是說，截面積相等的條件下，周長越大，水力直徑越小，對流熱阻越小。

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