Kundenspezifische ESS-Kühllösungen: Flüssigkeitskühlplatten, -rohre und -verteiler
Die Kühllösungen von Trumonytechs für Energiespeichersysteme umfassen die Wärmeleit- und Kühlmittelführungskomponenten: Kühlplatten, Aluminium-Kühlrohre, Verteiler und Wärmeleitmaterialien. Die Konfiguration der Kühlplatten wird im Rahmen der Designprüfung an das Zellformat angepasst, die Kanalgeometrie berücksichtigt die maximale Wärmelast und den zulässigen Druckverlust. Wir liefern Kühlplatten, die exakt auf Ihre Packgeometrie abgestimmt sind. Vor der Werkzeugfertigung erfolgt eine CFD-Simulation, die Serienproduktion wird nach Freigabe des Musters freigegeben. Die Wärmeleitmaterialien stammen aus den aufgeführten Modellreihen.
Senden Sie das Zellenformat und die maximale Wärmelast pro Zelle und pro Packung: Die Konfiguration der Kühlplatte richtet sich nach dem ersten Wert, der zweite Wert ist die primäre Eingangsgröße für die Dimensionierung des Strömungswegs.
Flüssigkeit oder Luft: Welche Energiespeicheranlagen benötigen Flüssigkeitskühlung?
Energiespeicheranlagen benötigen fast immer eine aktive Flüssigkeitskühlung, wenn sie mit hohen C-Raten arbeiten, im Freien oder in Containern aufgestellt sind oder im Kraftwerksmaßstab betrieben werden. Auf Packebene wird die Flüssigkeitskühlung der Luftkühlung vorgezogen, wenn die Zieltemperaturdifferenz (ΔT) zwischen den Zellen unter 3–5 °C fällt oder die Wärmelast pro Flächeneinheit einen Schwellenwert überschreitet.
Einer von zwei Gründen, warum Flüssigkeitskühlung gegenüber Luftkühlung bevorzugt wird: ein Zell-zu-Zell-ΔT-Zielwert, der enger als dieser Bereich ist.
- Passive Grenzen gelten
Die Wärmelast wird bereits durch natürliche Konvektion oder einen Kühlkörper reguliert.
- Kein Platz für Schleifenhardware
Die Anordnung bietet keinen Platz für Pumpe, Reservoir und Wärmetauscher.
- Flüssigkeit und Metall prallen aufeinander.
Das Arbeitsmedium ist mit Aluminium oder Kupfer unverträglich.
Für Backup-Systeme mit geringerer Energiedichte und moderaten Umgebungstemperaturen kann eine Luftkühlung ausreichend sein. Dies prüfen wir im Rahmen der ersten technischen Überprüfung, anstatt standardmäßig einen Flüssigkeitskreislauf zu verwenden. Netzspeicher erfordern eine hochzuverlässige Kühlung, C&I-Systeme eine präzise Temperaturregelung sowie Solar- und Windspeicher, die variable Laderaten und große Umgebungstemperaturbereiche tolerieren. Luft-, Flüssigkeits- und Tauchkühlung werden in unserem Leitfaden verglichen. Wärmemanagement industrieller Energiespeicher.
ESS-Kühllösungen nach Zellformat: Kühlplattentypen und Kühlmittelkreislaufkomponenten
Die ESS-Kühlplatten werden bei der Designprüfung im Zellenformat konfiguriert, und die Kühlmittelführungsteile und Schnittstellenmaterialien Die Umgebung wird auf den vier unten abgebildeten Karten dargestellt.
Schlangenförmige Kühlplatten – zylindrische Zellen
Ein serpentinenförmiger Pfad verläuft in direktem axialem Kontakt mit den Zellgehäusen, wobei Durchflussrate, Rohrdurchmesser und Kontaktgeometrie auf die bestätigte Wärmelast und das Gleichmäßigkeitsziel ausgelegt sind.
Mikrokanal-Kühlplatten – Pouchzellen
Eine größere Wärmeübertragungsfläche pro Plattendickeneinheit ermöglicht die Einhaltung strenger Z-Höhenvorgaben und eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Zellfläche; die Reinheit des Kreislaufs wird während der Planungsphase bestätigt.
Kühlrohre, Verteiler und Lötverbindungen
Aluminium-Kühlrohre, Flüssigkeitsverteiler, gelötete Kühlbaugruppen und thermische Schnittstellen transportieren Kühlmittel zwischen Batteriemodulen und dem Wärmetauschersystem. Ihre Abmessungen, Verbindungsarten und Druckstufen sind auf dieser Seite nicht aufgeführt. Geben Sie daher bitte Ihre Anforderungen hinsichtlich Baugröße und Anschlussart in der Angebotsanfrage an.
Thermische Grenzflächenmaterialien
Spaltpads, Dosiergele, Silikonfett, Strukturklebstoff und Vergussmasse, die jeweils ihre eigene Position in der untenstehenden Tabelle haben.
Bei prismatischen Zellen wird die Konstruktion der Kühlplatte in der ersten Designprüfung bestätigt. Die Abbildungen sind schematisch; die auf der Seite zur Wasserkühlplatte angegebenen Abmessungen sind Beispiele, keine Grenzwerte.
Bei zylindrischen und Pouch-Zellen gibt das Format bereits eine Konstruktion vor: Schlangenrohrplatten für zylindrische Zellen, Mikrokanalplatten für Pouch-Zellen mit begrenztem Platzangebot. Die Wahl des falschen Typs vor der Werkzeugfertigung führt zu erhöhtem Wärmewiderstand, Druckverlusten und Kompatibilitätsproblemen an den Schnittstellen. Daher stimmen wir die Konfiguration bereits in der ersten Designprüfung auf das Zellformat ab.
Kühlmittelmischung, Legierung und Schnittstellenmaterial für ESS-Kühlplatten
Die Kühlmittelzusammensetzung einer ESS-Kühlplatte muss frühzeitig überprüft werden, da das Wasser-Glykol-Verhältnis oder alternative Flüssigkeiten die Wärmeleitfähigkeit, Viskosität und die Zielwerte für den Druckverlust beeinflussen. Die Spezifikation der ESS-Kühlplatte sieht Aluminium 3003 und Vakuumlöten vor, während Aluminium 1060 und Kupfer nur im erweiterten Bereich der Spezifikation aufgeführt werden. Wasserkühlplatte Seite.
| TIM-Familie | Bilden | Angegebene Leitfähigkeit | Position in einem ESS-Pack | Anmeldung | Elektrische Isolierung |
|---|---|---|---|---|---|
| Wärmeleitpad 30101 | Silikonpad, 0,4–10 mm | 1,5–8,0 W/m·K, 5 Modelle | Prismatische oder zylindrische Zellen; Schlangenröhrenplatten | Manuelle Platzierung; unbewehrt oder verstärkt | Ja; >6 bis >12 kV/mm je nach Modell |
| Wärmeleitgel 30102 | Zweikomponenten-Silikongel | 1,5–8,0 W/m·K, 6 Modelle | Spalten, die eine geringe Montagespannung erfordern | Automatisierte Dosierung; Aushärtung bei Raumtemperatur oder durch Wärme | Ja; 8 kV/mm |
| Silikonfett 30108 | Nicht aushärtende Paste | 3,5–5,0 W/m·K, 3 Modelle | In den Modelldaten nicht spezifiziert. | Abgabe oder Druck | Nur Modell 0350 |
| Strukturklebstoff 30107 | Zweikomponenten-Polyurethan, 1:1 | 2,05 W/m·K (ASTM D5470) | Bindet Zellen an die Kühlplatte | Vollständige Aushärtung nach 7 Tagen bei 23 ± 2 °C | Ja; 14–16 kV/mm |
| Vergussmasse 30103 | Zweikomponenten-Silikon, handgemischt | 0,8–4,0 W/m·K, aufgeführte Modelle | Modulfüllung, Isolierung und Verguss | Mischen, entgasen, in einen Topf geben; bei Raumtemperatur oder erhöht aushärten lassen | Ja; 10 kV/mm ist für 0080 angegeben. |
Die Leitfähigkeit wird gemäß ISO 22007-2 gemessen, außer bei Modell 30107, das gemäß ASTM D5470 gemessen wird; die angegebenen Bereiche beziehen sich nur auf die aufgeführten Modelle. Alle fünf Produktfamilien weisen die Flammschutzklasse UL 94 V-0 auf, und die Gel-, Fett- und Vergussmassenserien entsprechen zudem der RoHS-Norm.
Pads eignen sich für manuell angebrachte Verbindungen und können bei größeren Bauteilen, die zusätzliche Stabilität benötigen, als Verstärkungsschicht dienen. Gele eignen sich für automatisierte Dosieranlagen, in denen die Zellen geringen Belastungen ausgesetzt sein sollten. Die Auswahl aus den fünf Produktfamilien ist Teil der thermischen Auslegungsprüfung und wird nicht separat berechnet.
Zwei Kompatibilitätsprüfungen werden frühzeitig durchgeführt: Aluminium- und Kupferteile bleiben in getrennten Kühlkreisläufen, und die Glykolkonzentration wird auf die Plattenlegierung abgestimmt, da einige Konzentrationen die Korrosion bei bestimmten Sorten beschleunigen.
Werkzeugkosten, Produktionsvolumen und späte Änderungen: Die Kostenfaktoren bei der Flüssigkeitskühlung von Energiespeichersystemen
Die Werkzeugausstattung für ESS-Kühlplatten ist prozessabhängig: Ein CNC-gefräster Prototyp benötigt keine Werkzeuge, während für eine gestanzte Serienplatte ein spezielles Werkzeug erforderlich ist. Bei der Auswahl des Kühlplattentyps spielen außerdem Wärmelast, Plattengröße, verfügbarer Platz, Produktionsvolumen und Kosten eine Rolle. Änderungen nach der Prototypenfertigung können mehr Zeit und Material kosten, als wenn diese bereits in der Designprüfung geklärt würden. Preise und Werkzeugkosten werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht; Angebote basieren auf Ihren Zeichnungs- oder Begrenzungsmaßen, der Wärmelast und dem erwarteten Jahresvolumen.
Angebote für Kühlplatten beinhalten ohne Aufpreis eine DFM-Rückmeldung: Fügen Sie die Zeichnung mit maximaler Wärmelast, Kühlmittelgemisch und erwartetem Jahresvolumen bei.
Versorgungsbereich und Pumpenschnittstelle in einem ESS-Kühlkreislauf
Die Trumonytechs-Teile decken den ESS-Kreislauf von der Kühlplatte bis zum Verteiler ab, und die Designprüfung verbindet sie über das Druckverlustbudget mit Ihrer Pumpe.
Die oben aufgeführten Teile, einschließlich der thermischen Auslegungsprüfung und der CFD-Simulation, sind im Leistungsumfang enthalten. Auch Behälter- und Gestellstrukturteile für flüssigkeitsgekühlte Systeme fallen darunter; deren Spezifikationen sind auf dieser Seite nicht veröffentlicht.
Der maximal zulässige Druckverlust bestimmt die Kanalgeometrie und die Strömungsverteilung und wird daher vor der ersten Simulationsiteration anhand der Pumpen- und Systemförderhöhenvorgaben überprüft. Einlasstemperatur und Durchflussbereich definieren die thermischen Randbedingungen für diese Simulation.
EV-Akkus und die produktübergreifende Auswahl werden auf der Wärmemanagement von Akkupacks Seite.
Freigabeprozesse und Validierungstests vor der Serienproduktion von ESS
Projekte für Kühlplatten und Kühlkomponenten für ESS durchlaufen fünf Phasen, die jeweils mit einer Kundenbestätigung abgeschlossen werden. Wir beginnen erst mit der Werkzeugherstellung oder Fertigung, nachdem Ihr Entwicklungsteam die Simulationsergebnisse formell freigegeben hat.
Qualitätsmanagementsystem-Zertifikate (ISO 9001, IATF 16949) sind auf Anfrage erhältlich; bitte geben Sie in Ihrer Anfrage an, welches Sie benötigen.
Jede einzelne Kühlplatte wird mit Helium auf Dichtheit geprüft; es wird keine Stichprobe aus der gesamten Charge genommen.
Mechanische Belastung, thermische Leistung, Strömungswiderstand, interne Korrosion und Salzsprühkorrosion.
Dichtheits-, Druck- und Wärmebeständigkeitsprüfungen sowie kundenspezifische Dokumentation vor der Freigabe der Produktionsmenge.
Die ausgehende Kaltplattenprüfung umfasst eine CMM-Prüfung inklusive Ebenheitsprüfung der Wärmeleitfläche und einen hydrostatischen Bersttest über dem Nennbetriebsdruck. Erstmusterprüfberichte sowie Sicht- und metallografische Prüfungen von Schweiß- und Lötverbindungen vervollständigen die Prüfung. Die Dokumentation der Kaltplattenentwicklung wird für Lieferantenqualifizierungsprogramme bereitgestellt. Die Kaltplattenentwicklung liefert außerdem eine 2D-Zeichnung mit den wichtigsten Schnittstellenabmessungen, dem Strömungskanal- und Verbindungskonzept sowie eine Zusammenfassung der CFD-Wärme- und Strömungsanalyse. CNC-Prototypen werden vor der Validierung getestet und iterativ optimiert.
- Überprüfung der thermischen AuslegungKunde bestätigt Eingaben
Machbarkeitsprüfung hinsichtlich Zellformat, Wärmelast, Temperaturvorgaben und Packungsgeometrie vor Beginn jeglicher Konstruktionsarbeiten.
- CFD-SimulationKundenrezensionen
Die Strömungsverteilung, die Vorhersagen zur Temperaturhomogenität und die Abschätzungen des Druckverlusts unter den definierten Einlassbedingungen wurden vor der Werkzeugfertigung überprüft.
- PrototypenherstellungZeitplan bestätigt
Beginnt erst nach Freigabe der Simulation, wobei die Vorlaufzeit durch Art und Geometrie der Kühlplatte bestimmt wird.
- ProbenvalidierungKundenabnahme
Vor dem nächsten Schritt ist eine formelle Freigabe der validierten Probe erforderlich.
- SerienproduktionDie Produktion beginnt
Beginnt, sobald das validierte Muster Ihre Freigabe erhält.
Das Spektrum der Kaltplattenverfahren umfasst Reibrührschweißen, Vakuumlöten, Stanzen, Extrudieren und CNC-Bearbeitung.
Die oben aufgeführten Prüf- und Testlisten beziehen sich auf Kühlplatten. Prüfpunkte und Versanddokumente für Kühlrohre und Verteiler sind auf dieser Seite nicht aufgeführt; fordern Sie diese bitte mit Ihrer Angebotsanfrage an.
Was zu senden ist, Prototypen-Zeitplan und Versanddokumente für ESS-Kühlplatten
Eine thermische Auslegungsanalyse für ESS-Kühlplatten basiert auf fünf Eingangsgrößen, wobei die maximale Wärmelast die wichtigste Eingangsgröße für die Dimensionierung der Strömungswege und die Berechnung der Temperaturhomogenität darstellt. Zellformat und -anzahl, Abmessungen und Layout des Speichers sowie die angestrebte maximale Zelltemperatur und ΔT vervollständigen die Aufgabenstellung.
- Maximale Wärmebelastung pro Zelle und pro Packung
- Kühlmittelart und Konzentration
- Einlasstemperatur- und Durchflussbereich
- Maximal zulässiger Druckabfall
- Materialbeschränkungen für Schnittstellen von Ihrem Zell- oder BMS-Lieferanten
- CNC-PrototypÜblicherweise 2–3 Wochen
Lieferzeit für CNC-gefräste Prototyp-Kühlplatten nach Designbestätigung.
- WerkzeugprototypFestlegung bei der Designprüfung
Stanz- und andere werkzeuggefertigte Konstruktionen benötigen mehr Zeit; der Zeitplan wird bei der Konstruktionsprüfung bestätigt.
- SerienproduktionNach der Musterfreigabe
Die Lieferzeit hängt von der Plattengeometrie, den Werkzeuganforderungen und der Produktionsplanung ab und wird bestätigt, sobald das Zellenformat und die Packungsabmessungen festgelegt sind.
Die Kühlplatten werden feuchtigkeitsdicht mit Trockenmittel verpackt, die Anschlüsse werden mit Dichtungsstopfen gegen Partikelverunreinigung verschlossen, und größere Bestellungen werden in Holzkisten versandt.
Lieferungen von Kühlplatten beinhalten ein Konformitätszertifikat, ein technisches Datenblatt, ein Werkszeugnis und eine Packliste. RoHS- und REACH-Erklärungen sowie SVHC-Informationen sind auf Anfrage erhältlich, und die Materialzusammensetzung unterstützt die IMDS-Einreichung.
ESS-Integratorfragen zu Kühlkreislaufkomponenten
Kann die Überprüfung der ESS-Kühlung beginnen, bevor unser Zelllieferant die endgültigen Parameter festlegt?
Ja. Die Beschreibung Ihres Zelltyps und des angestrebten Systemtemperaturziels genügt, um einen sinnvollen technischen Austausch zu beginnen. Bestätigte Werte können zuerst mitgeteilt werden, und die offenen Variablen werden identifiziert, bevor die Projektdefinition fortgesetzt wird. CFD-Ergebnisse, die auf geschätzten oder Platzhalterwerten basieren, ändern sich voraussichtlich, sobald die endgültigen Zellparameter festgelegt sind.
Welche Eingangssignale verschieben sich üblicherweise spät, und was passiert dann?
Kühlmittelart und -konzentration sowie die Einlasstemperatur sind die beiden Parameter, die sich am ehesten erst spät ändern. Die Einlasstemperatur legt die thermische Grenze für die Simulation fest, und die Kühlmittelmischung beeinflusst die Druckverlustvorgaben. Ein auf Basis angenommener Werte dimensionierter Strömungsweg kann beim ersten Durchlauf die angestrebte Gleichmäßigkeit verfehlen, weshalb beide Parameter zur frühzeitigen Überprüfung markiert werden.
Sind Pumpe und Wärmetauscher in Ihren ESS-Kühllösungen enthalten?
Ihr Systemintegrator oder BOS-Lieferant liefert üblicherweise die Pumpe und den externen Wärmetauscher. Hinweise zur Integration der Kühlplatten, Rohre und Verteiler in diese Systemkomponenten erhalten Sie im Rahmen der thermischen Auslegungsprüfung, in deren Rahmen auch die Kühlplattenkonfiguration auf Ihr Zellenformat abgestimmt wird.
Wie wird die Konsistenz von Charge zu Charge bei Großbestellungen sichergestellt?
Die wichtigsten Abmessungen der Kühlplatten werden im Rahmen einer statistischen Prozesskontrolle anhand der CPK-Zielwerte geprüft, und jede Charge wird mit einem vollständigen Rückverfolgbarkeitsetikett ausgeliefert. Die Serienproduktion beginnt erst nach Freigabe eines Musters durch Ihr Entwicklungsteam. Entsprechende Chargenkontrollen für Rohre und Verteiler werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht.
Wie hoch ist die Mindestbestellmenge für ESS-Kühlplatten und Kreislaufteile?
Die Mindestbestellmenge ist abhängig von Phase und Prozess. Kaltplattenmuster und Prototypen können in flexiblen Mengen gefertigt werden; in der Serienproduktion ist die Mindestbestellmenge für eine gestanzte Platte mit eigener Matrize höher als für eine CNC-gefräste oder FSW-Platte. Die endgültige Mindestbestellmenge für die Serienproduktion wird nach Prüfung der Zeichnung und der Jahresvolumenprognose festgelegt. Mindestbestellmengen für Rohre und Verteiler werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht.
Werden Ihre Qualitätsnachweise von unserem UL 9540- oder IEC 62933-Programm anerkannt?
Die Annahme hängt von den Lieferantenqualifikationskriterien Ihres Programms ab und sollte frühzeitig in den Geschäftsverhandlungen geklärt werden. Qualitätsmanagementsystem-Zertifikate (ISO 9001, IATF 16949) sind auf Anfrage erhältlich. UL 9540 deckt Energiespeichersysteme und -geräte ab, IEC 62933 elektrische Energiespeichersysteme. Daher sollten die von einem Komponentenlieferanten erwarteten Dokumente vor Beginn der Zusammenarbeit geprüft werden.
Sind die Garantie-, Zahlungs-, Versand- und Geheimhaltungsbedingungen veröffentlicht?
Garantiebedingungen, Zahlungsbedingungen, Inspektionen durch Dritte, Transportzeiten, Einfuhrzölle, Kundendienst und Geheimhaltungsvereinbarungen werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht. Bitte fordern Sie die benötigten Informationen in Ihrer Angebotsanfrage an. Transportzeit und Zölle hängen vom Zielhafen und -land ab und werden im Angebot bestätigt.
