Les véhicules à énergie nouvelle ont plus de besoins complexes en matière de gestion thermique. Les batteries, les moteurs et l'électronique y sont plus difficiles à utiliser que dans les véhicules traditionnels. Dans cet article, nous nous pencherons sur les défis spécifiques que posent les véhicules à moteur. gestion thermique des batteries. Actuellement, les principales solutions techniques comprennent le refroidissement par air, le refroidissement par liquide et le refroidissement direct. Le coût du plaques refroidies par liquide diminue. Les normes de sécurité et de performance des batteries sont de plus en plus strictes. En conséquence, refroidissement par liquide est devenue la principale technologie de gestion thermique des batteries. Plaque froide et soudage : Gestion thermique La gestion thermique des batteries doit relever trois défis majeurs : dissiper la chaleur et chauffer les batteries. éléments de batterieLe système de refroidissement doit être efficace, maintenir l'équilibre de la température à l'intérieur de la batterie et gérer l'expansion et la contraction thermiques des composants refroidis par liquide. Un système de refroidissement efficace est essentiel pour les véhicules à énergie nouvelle. Il doit, par exemple, utiliser des radiateurs en alliage d'aluminium refroidis par liquide pour relever ces défis.
Table des matières
Tôles froides et soudage : Défis en matière de gestion thermique
Les plaques de froid liquide constituent la principale méthode de gestion de la chaleur des batteries dans les véhicules à énergie nouvelle. Cependant, leur utilisation pose plusieurs problèmes. En voici les principaux aspects :
Complexité de la conception: Les concepteurs doivent connaître la dynamique des fluides, la science des matériaux et le transfert de chaleur. Ils ont besoin de ces connaissances pour répondre à des exigences de conception complexes. Par exemple, une mauvaise conception peut entraîner une augmentation 30% de la résistance à l'écoulement du liquide de refroidissement. Cette augmentation nuirait à l'efficacité du refroidissement.
Complexité de la fabrication: Les trajectoires d'usinage doivent être précises. L'utilisation de matériaux de haute qualité augmente les coûts. L'utilisation de techniques d'usinage de haute précision peut faire grimper les coûts de fabrication jusqu'à 20%.
Difficultés d'entretien: L'entretien nécessite un équipement et un personnel spécifiques. C'est un défi pour certains utilisateurs. Ils peuvent trouver cela trop cher.
Risque de fuite: Nous avons besoin de mesures fortes pour arrêter liquide de refroidissement fuites. Ils peuvent endommager gravement la batterie. Cela montre la nécessité de règles de protection professionnelle.
Effet de refroidissement: De nombreux facteurs influencent le fonctionnement du refroidissement. Il s'agit notamment du débit, de la perte de charge et des variations de température. Ils rendent le refroidissement sujet à l'instabilité. Il doit être surveillé et ajusté avec soin.
Applications des plaques de refroidissement par liquide
Il existe actuellement quatre utilisations principales des panneaux refroidis par liquide : les batteries d'alimentation et de stockage d'énergie, les composants refroidis par liquide à haute densité de flux thermique et les nouveaux composants refroidis par liquide.
Batteries d'alimentation: Les plaques refroidies par liquide sont largement utilisées dans les batteries d'alimentation. Elles gèrent la chaleur des batteries de grande capacité dans les véhicules à énergie nouvelle. Cette application garantit des performances et une sécurité constantes dans diverses conditions de fonctionnement.
Batteries de stockage d'énergie: Les panneaux sont essentiels. Ils maintiennent les batteries à la meilleure température. Les batteries sont utilisées dans les systèmes de stockage d'énergiequi sont essentiels pour les énergies renouvelables et la stabilité du réseau.
Composants de transfert de chaleur refroidis par liquide à haute densité de flux thermique: Cette catégorie comprend les composants qui gèrent une chaleur élevée, tels que les échangeurs de chaleur à inverseur et les Échangeurs de chaleur IGBT. Il comprend également les systèmes de refroidissement liquide des panneaux photovoltaïques. Ces applications sont essentielles pour l'électronique de haute performance et les systèmes d'énergie renouvelable.
Nouveaux composants de transfert de chaleur refroidis par liquide: Les panneaux refroidis par liquide font l'objet de nouvelles utilisations. Il s'agit notamment des composants d'échange thermique des lyophilisateurs et des refroidisseurs. Ces pièces sont cruciales pour les processus industriels. Elles nécessitent un contrôle précis de la température et une dissipation efficace de la chaleur.
Les plaques refroidies par liquide peuvent être divisées en quatre catégories selon le type de processus :
Plaque froide de brasage sous vide (plaque froide de brasage sous vide en aluminium): Cette méthode a une grande performance thermique. Elle est également solide. Elle est donc idéale pour les utilisations à haute fiabilité.
Plaque refroidie à l'eau par soudage par friction-malaxage (FSW Cold Plate): Il est connu pour ses soudures solides et sa fiabilité. Ce type d'acier convient aux applications où la robustesse est essentielle.
Plaque froide à tube apparent: Cette conception permet un contact direct entre le liquide de refroidissement et les tubes. Il offre un transfert de chaleur efficace et est facile à fabriquer.
Plaque d'aluminium/cuivre Perçage d'un trou long: Ce type d'appareil comporte de longs trous percés dans des plaques d'aluminium ou de cuivre. Il s'agit d'une solution peu coûteuse qui offre une bonne conduction thermique et une bonne résistance.
Pourquoi choisir l'aluminium pour les plaques refroidies par liquide ?
Il y a de nombreuses raisons de choisir l'aluminium. C'est le meilleur matériau pour les panneaux refroidis par liquide.
Conductivité thermique élevée: Aluminium a une grande conductivité thermique. Elle est plus de trois fois supérieure à celle de l'acier inoxydable et à celle du cuivre. L'aluminium a une conductivité thermique supérieure. Il permet aux panneaux refroidis par liquide qu'il fabrique de dissiper la chaleur plus efficacement, même à masse égale.
Léger: L'aluminium est beaucoup plus léger que les autres métaux courants. Les panneaux de refroidissement liquide en aluminium sont donc plus légers que ceux fabriqués à partir d'autres matériaux. Cette caractéristique de légèreté contribue à la réduction du poids global du véhicule et à l'amélioration de l'efficacité énergétique.
Résistance à la corrosion: L'aluminium résiste bien à la corrosion. Cela permet aux panneaux de résister à l'exposition aux liquides. Cette résistance à la corrosion assure la pérennité du système de refroidissement. Il est fiable, même dans des conditions difficiles.
Facilité de traitement: L'aluminium est réputé pour sa facilité de traitement par rapport à d'autres métaux. Il peut être facilement usiné, formé et fabriqué dans des formes complexes. Cela permet de fabriquer des panneaux complexes refroidis par liquide.
Cependant, il est important de reconnaître que l'aluminium présente des inconvénients. C'est particulièrement vrai pour le soudage :
Point de fusion inférieur: L'aluminium a un point de fusion plus bas que les autres métaux. La zone affectée par la chaleur est donc plus grande pendant le soudage. Cela peut entraîner la formation de pores et de fissures, compromettant ainsi la qualité de la soudure et l'intégrité structurelle.
Film d'oxyde plus épais: L'aluminium a tendance à former un film d'oxyde épais sur sa surface. Cela nécessite un prétraitement pour assurer une bonne adhérence et une bonne qualité de soudure.
Coefficient de dilatation thermique plus élevé: L'aluminium a un coefficient de dilatation plus élevé. Cela entraîne une plus grande déformation thermique pendant le soudage. Des techniques spécialisées sont nécessaires pour contrôler la déformation lors du soudage et maintenir la stabilité dimensionnelle.
Malgré ces défis, l'aluminium est un choix privilégié pour les panneaux refroidis par liquide. Mais les nombreux avantages de l'aluminium en font un choix privilégié pour les panneaux refroidis par liquide. Il offre un équilibre entre les performances, la durabilité et la facilité de fabrication.
Défis du soudage de plaques refroidies par liquide
Lorsque la qualité du soudage des plaques de refroidissement liquide n'est pas conforme aux normes, plusieurs problèmes peuvent survenir :
Mauvaise qualité de la soudure: Une faible résistance au niveau de la soudure peut entraîner des fissures et des fuites ultérieures. Cela compromet l'intégrité structurelle et la sécurité du système de refroidissement.
Dissipation thermique réduite: Un mauvais soudage crée trop de chaleur après le soudage. Cela nuit à la capacité de la plaque de refroidissement à évacuer la chaleur. Cela peut entraîner des problèmes de surchauffe et une diminution des performances du système.
Diminution de la conductivité thermique: Une mauvaise soudure réduit la conductivité thermique de l'aluminium. Cela entrave le transfert de chaleur dans la plaque de refroidissement et nuit à l'efficacité globale du système de refroidissement.
Influence sur la performance des matériaux: Un mauvais soudage peut entraîner une déformation du matériau. Il peut également entraîner une croissance du grain et d'autres problèmes connexes. Ces problèmes nuisent à la résistance et aux performances de la plaque. Cela compromet la durabilité et la fiabilité du système de refroidissement.
Actuellement, il existe trois principaux procédés de soudage pour les plaques refroidies par liquide :
Soudage par friction-malaxage: Cette méthode offre une résistance et une fiabilité élevées des soudures et permet le réapprovisionnement. Toutefois, elle peut entraîner des problèmes de soudure de profil ou de falsification des plaques froides.
Soudage sous protection gazeuse: Cette technique est rentable et offre une bonne résistance à la pression. Cependant, elle nécessite des matériaux supplémentaires et un traitement thermique. Cela augmente la complexité du processus.
Brasage sous vide Soudage: Il est réputé pour la qualité de ses soudures et sa simplicité. Le procédé garantit une bonne intégrité des soudures. Cependant, il est plus coûteux que les autres méthodes.
Pour relever ces défis et améliorer les plaques, le personnel de Trumonytechs se concentre sur les points suivants
Choix de la méthode de soudage appropriée: Choisir la meilleure méthode de soudage en fonction des besoins de l'application et des matériaux.
Contrôle strict des paramètres de soudage: Nous devons contrôler les paramètres de soudage avec précision. Il s'agit de la température, de la pression et de la vitesse de soudage. Nous le faisons pour obtenir les meilleurs résultats.
Contrôle de la qualité des cordons de soudure: Nous testons minutieusement les soudures. Cela permettra de détecter les défauts ou les incohérences. Cela permettra également de s'assurer qu'ils répondent aux normes de qualité.
Sélection d'un matériau d'apport et d'un gaz de protection appropriés: Nous utilisons des matériaux d'apport et des gaz de protection de haute qualité. Ils améliorent la qualité et l'intégrité des soudures. Cela permet au système de refroidissement de mieux fonctionner.
Qualification des cordons de soudure par trumonytechs Technology
À la fin du processus de soudage de tôles refroidies par liquide, voici quelques-unes des méthodes d'inspection couramment utilisées dans l'industrie :
Méthode d'inspection visuelle : Pour juger de la qualité d'une soudure, il faut en examiner l'aspect. Cela comprend l'intégrité de la soudure, l'uniformité, les fissures, le laitier et la porosité.
Essais radiographiques : Les rayons X ou gamma sont utilisés pour la fluoroscopie ou la photographie de la soudure. Ils permettent de détecter les fissures internes, la porosité, etc. de la soudure.
Détection par ultrasons : l'utilisation d'ondes ultrasoniques sur le cordon de soudure
Détection de particules magnétiques : Ils appliquent de la poudre magnétique après le soudage. Ils détectent les défauts en observant la répartition de la poudre dans la soudure.
Détection des courants de Foucault : utilisant le principe de l'induction par courant de Foucault pour effectuer la détection.
Le personnel de Trumonytechs testeront la qualité du cordon de soudure après chaque soudure. Ils choisiront la méthode en fonction de la situation réelle. Si nécessaire, ils utiliseront une combinaison de méthodes pour garantir la qualité de la plaque refroidie par liquide.
