Kundenspezifische Komponenten für das Wärmemanagement von Batteriepacks für Elektrofahrzeuge und Energiespeichersysteme
Das Wärmemanagement von Trumonytechs für Akkupacks deckt den gesamten Wärmepfad von der Zelle zum Kühlmittel ab: Flüssigkeitskühlplatten, Kühlrohre, Verteiler und Wärmeleitmaterialien. Vor der Werkzeugfertigung erfolgt eine CFD-Analyse. Die Konfiguration der Kühlplatten richtet sich nach Zellformat und Wärmelast, die Wärmeleitmaterialien nach ihrer Verwendung im Akkupack. Wir liefern Kühlplatten und Kühlkomponenten, die auf Ihr Zellformat zugeschnitten sind – vom Prototyp bis zur Serienproduktion – sowie Wärmeleitmaterialien aus den aufgeführten Modellreihen.
Beginnen Sie mit Ihrem Zellenformat und der maximalen Wärmelast: Das Zellenformat bestimmt die Konfiguration der Kühlplatte, und die Wärmelast bestimmt die Dimensionierung des Strömungswegs.
Wann ein Akku Flüssigkeitskühlung benötigt – und wann Luftkühlung ausreicht
Flüssigkeitskühlung ist in Akkumulatoren dann sinnvoll, wenn die Temperaturdifferenz zwischen den Zellen (ΔT) unter 3–5 °C bleiben muss oder die Wärmelast pro Flächeneinheit die Abfuhrkapazität der Luft übersteigt. Bei Hochstrom-Ladezyklen und Energiespeichern im Freien, in Containern oder im Kraftwerksmaßstab kommt in der Regel Flüssigkeitskühlung zum Einsatz.
Zielwert für die Temperaturdifferenz zwischen den Zellen (ΔT), unterhalb dessen Flüssigkeitskühlung Luftkühlung überlegen ist.
- Passive Kühlung funktioniert bereits
Natürliche Konvektion oder ein Kühlkörper halten die Zellen innerhalb ihrer Temperaturgrenzen.
- Kein Platz für einen Kühlkreislauf
Das System kann die Pumpe, den Behälter und den Wärmetauscher, die ein Flüssigkeitskreislauf benötigt, nicht aufnehmen.
- Unverträgliches Arbeitsmedium
Die Flüssigkeit im Kreislauf ist nicht mit Aluminium oder Kupfer kompatibel.
Wenn eine dieser Bedingungen zutrifft oder ein Backup-System mit geringerer Leistungsdichte bei moderaten Umgebungstemperaturen betrieben wird, kann Luft- oder passive Kühlung ausreichend sein. Wir bestätigen dies bei der ersten technischen Prüfung, anstatt standardmäßig eine komplexere Lösung zu wählen. Skalierungsspezifische Anforderungen für Netz-, Gewerbe- und Industrieprojekte sowie Solar-Plus-Speicher-Projekte werden im Abschnitt [Dokument/Dokument einfügen] behandelt. ESS-Kühllösungen Seite.
Komponenten für das Wärmemanagement des Akkupacks: Kühlplatten, Rohre und Wärmeleitpaste
Die Batteriekomponenten von Trumonytechs lassen sich in vier Familien einteilen. Die Konstruktion der Kühlplatte hängt vom Zellformat des jeweiligen Akkus ab. Kühlplatten und Wärmeleitpaste (TIM) haben eigene Produktseiten, Verteiler werden auf der Seite zur ESS-Kühlung behandelt, und die Designprüfung wird im Folgenden beschrieben.
Abstimmung von Kühlplatte und Wärmeleitpaste auf Zellformat und Verbindungstyp
Die Konfigurationen der Kühlplatten sind nach Zellformat und die Wärmeleitpastenfamilien nach ihrer Funktion (Spaltfüllung, Zell-Platten-Verbindung oder Modulverguss) aufgeführt. Die Platten bestehen aus Aluminium 3003 oder 1060 bzw. Kupfer, während die Wärmeleitpasten auf Silikon-, Epoxid- oder Polyurethanbasis hergestellt werden.
| Zellformat / Verbindung | Kühlplattenkonfiguration | TIM-Familie | Chemie | Auswahlhinweis |
|---|---|---|---|---|
| Prismatische Zellen | Mikrokanal für großflächige Gleichmäßigkeit | Spaltpolster 30101, unverstärkt | Silikon | Unverstärkte Unterlagen bis zu 300 × 200 mm empfohlen. |
| Pouchzellen | Mikrokanal für großflächige Gleichmäßigkeit | Es wurde keine Pouch-spezifische TIM-Empfehlung veröffentlicht. | — | TIM wurde in der Diskussion zur thermischen Auslegung besprochen |
| Zylindrische Module (18650 / 2170 / 4680) | Schlangenrohr, wo der Platz für die Verlegung eng ist | Spaltpolster 30101 mit PI-Folie oder Glasfaserverstärkung | Silikon | Verstärkungen erhöhen die Körperkraft |
| Großflächige Platten in Serienfertigung (EV / ESS) | Gestempelt | — | — | Benötigt ein spezielles Werkzeug; höhere Mindestbestellmenge als bei CNC- oder FSW-Teilen |
| An der Kühlplatte anhaftende Zellen | — | Polyurethan-Strukturklebstoff 30107 | Polyurethan | Vollständige Aushärtung nach 7 Tagen bei 23 ± 2 °C |
| Modulfüllung, Isolierung und Verguss | — | Silikon-Vergussmasse 30103 | Silikon | Handgemischtes A/B-Gemisch; Aushärtung bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur |
Innerhalb der Pad-Familie geht die Wärmeleitfähigkeit zugunsten der Handhabung auf Kosten der Verstärkung. Ein unverstärktes Pad leitet Wärme besser und ist kostengünstiger, jedoch weniger widerstandsfähig, haftet schlecht, verformt sich bei größeren Stücken und lässt sich nur schwer ohne Lufteinschlüsse platzieren. Für Teile bis 300 × 200 mm ist das unverstärkte Pad die kostengünstigere Option. PI-Folien- und PI-Bandstrukturen werden bis zu 500 × 420 mm empfohlen; PI-Band bietet zusätzlich Isolierung und eine stärkere Verbindung zur Platte und kann die Kosten für die manuelle Platzierung reduzieren.
Aluminium- und Kupferteile sollten nicht im selben Kühlkreislauf verwendet werden. Die Zusammensetzung des Kühlmittels sollte frühzeitig überprüft werden: Bestimmte Glykolkonzentrationen beschleunigen die Korrosion bei bestimmten Legierungen.
Schnittstelle zwischen Kühlplatte und Wärmeleitpaste: Schnittstellen- und Versorgungsbereich
Der Kontaktwiderstand zwischen Zelle, Wärmeleitpaste und Kühlplatte liegt bei einem einzigen Lieferanten, wenn beide Teile von Trumonytechs stammen. Pads und Gele isolieren ebenfalls elektrisch, mit Durchschlagspannungen von über 6 bis über 12 kV/mm bei den aufgeführten Pad-Modellen und 8 kV/mm bei Gelen.
Der Leistungsumfang umfasst Kühlplatten, Kühlrohre, Flüssigkeitsverteiler, gelötete Kühlbaugruppen und die fünf Wärmeleitmittelfamilien. DFM-Feedback ist im Angebot ohne Aufpreis enthalten. Die Auswahl des Schnittstellenmaterials besprechen wir im Rahmen der thermischen Auslegung ohne zusätzliche Kosten.
Pumpen und externe Wärmetauscher werden üblicherweise von Ihrem Systemintegrator oder BOS-Lieferanten bezogen. Wir beraten Sie im Rahmen der thermischen Auslegungsprüfung hinsichtlich der Integration unserer Komponenten.
Von der thermischen Auslegungsprüfung bis zur Serienproduktion
Die Entwicklung kundenspezifischer Kühlplatten und Kühlkomponenten erfolgt in fünf Phasen, wobei in jeder Phase eine Kundenbestätigung eingeholt wird. Werkzeugbau und Fertigung beginnen erst nach Freigabe der Simulationsergebnisse durch Ihr Entwicklungsteam.
Die Überprüfung des thermischen Designs beginnt mit den sechs unten aufgeführten Eingangsgrößen. Sollten einige noch ungeklärt sein, teilen Sie bitte die bestätigten Punkte mit. Die Überprüfung dient dazu, die Variablen zu ermitteln, die vor der weiteren Planung geklärt werden müssen. Die Auswahl des Wärmeleitmaterials (TIM) wird in dieser Überprüfung als Eingangsgröße berücksichtigt; die fünf Phasen gelten für die Kühlplatte und die Kühlkomponenten.
- Zellenformat und Packungslayout
- Wärmelast und Betriebsdauer, Spitzen- und Dauerbetrieb
- Maximale Zelltemperatur und Zielwert für die Zell-zu-Zell-Temperaturdifferenz (ΔT)
- Kühlmittelart und Einlasstemperatur
- Durchflussbereich und zulässiger Druckabfall
- Mechanischer Bauraum, Schnittstellengrenzen und TIM-Beschränkungen
- Kunde bestätigt EingabenÜberprüfung der thermischen Auslegung
Vor Beginn der Konstruktionsarbeiten wurden Zellformat, Wärmelast, Temperaturvorgaben und Packungsgeometrie auf Machbarkeit geprüft.
- KundenrezensionenCFD-Simulation
Strömungsverteilung, Temperaturhomogenität und Druckverlust unter definierten Einlassbedingungen.
- Zeitplan bestätigtPrototypenbau
Beginnt erst nach Freigabe der Simulation; Vorlaufzeit abhängig von Plattentyp und Geometrie.
- KundenabnahmeProbenvalidierung
Dichtheits- und Druckprüfung, Messung des Wärmewiderstands und kundenspezifische Dokumentation.
- Die Produktion beginntSerienproduktion
Wird erst freigegeben, nachdem das validierte Muster freigegeben wurde.
Die Entwicklungsvalidierung umfasst auch mechanische Belastung, Strömungswiderstand, interne Korrosion und Salzsprühkorrosion. Die Gründe für die Strömungswege, die Kühlmittelwahl und die Validierung sind in unserem Dokument dargelegt. Leitfaden zur Auslegung von Flüssigkeitskühlsystemen.
Preisgestaltung für Kühlplatten und Wärmeleitpaste: Werkzeuge, Mindestbestellmenge und Angebotsumfang
Die Wahl des Verfahrens bestimmt die Werkzeugausstattung und die Mindestbestellmenge (MOQ) für eine Kühlplatte: CNC-gefräste Prototypen benötigen keine Werkzeuge, während gestanzte Platten ein spezielles Werkzeug erfordern und eine höhere Mindestbestellmenge aufweisen. Bei der Auswahl der Kühlplatte werden außerdem Wärmebelastung, Plattengröße, verfügbarer Platz, Produktionsvolumen und Kosten berücksichtigt. Auf dieser Seite wird keine Preisspanne veröffentlicht. Ob und wie Werkzeugkosten anfallen, wird ebenfalls nicht angegeben; die Werkzeugkosten werden nach Modell, Menge und Verpackungsformat angegeben.
Senden Sie die Wärmelast und das erwartete Jahresvolumen zusammen mit Ihrer Zeichnung; das DFM-Feedback erhalten Sie kostenlos zusammen mit dem Angebot.
Qualität, Konformität und Lieferung nach Produktlinie
Inspektion, Dokumentation und Lieferzeiten unterscheiden sich zwischen Kühlplatten und Wärmeleitpasten. Daher wird jede Produktlinie hier zusammengefasst und auf einer eigenen Seite detailliert beschrieben. Die Tabelle hält die beiden Konformitätserklärungen getrennt, da sie unterschiedliche Materialien betreffen.
| Artikel | Kühlplatten und Rohre | Thermische Grenzflächenmaterialien |
|---|---|---|
| Ausgangsinspektion | Helium-Dichtheitsprüfung aller Bauteile; CMM-Prüfung einschließlich Ebenheitsprüfung der Wärmeleitfläche; hydrostatischer Bersttest über dem Nennbetriebsdruck; Erstausrüsterprüfung (FAI); statistische Prozesskontrolle (SPC) der wichtigsten Abmessungen | Nicht auf dieser Seite veröffentlicht; Modelldatenliste: Testmethoden für gemessene Eigenschaften, sofern angegeben |
| Konformitätsdokumente | RoHS-/REACH-Erklärungen und SVHC-Mitteilungen auf Anfrage; die Materialzusammensetzung unterstützt die IMDS-Einreichung | RoHS-konforme Rezeptur; UL 94 V-0-Flammklasse, sofern in den Modelldaten angegeben. |
| Qualitätssystem | Qualitätsmanagementsystem-Zertifikate (ISO 9001, IATF 16949) sind auf Anfrage erhältlich; bitte geben Sie in Ihrer Anfrage an, welches Sie benötigen. | Der Geltungsbereich der Zertifizierung für die TIM-Produktion wird auf dieser Seite nicht veröffentlicht. |
| Prototypen-Vorlaufzeit | CNC-Prototypen werden üblicherweise 2–3 Wochen nach Designbestätigung gefertigt; werkzeuggefertigte Prototypen benötigen mehr Zeit und werden im Rahmen der Designprüfung bestätigt. | Nicht auf dieser Seite veröffentlicht |
| Dokumente und Verpackung | Konformitätsbescheinigung (CoC), Technische Datenblätter (TDS), Werkszeugnis und Packliste; feuchtigkeitsdichte Verpackung mit Trockenmittel, Verschlussstopfen, Holzkisten für Großbestellungen, Chargenrückverfolgbarkeitsetiketten | Nicht auf dieser Seite veröffentlicht |
| Details | Wasserkühlplatten | Thermische Grenzflächenmaterialien |
Wenn in einer Zelle "nicht veröffentlicht" steht, geben Sie bitte die Lieferzeit, die Dokumente oder die Verpackungsinformationen an, die Sie in Ihrer Angebotsanfrage benötigen.
Die Entwicklung von Kühlplatten kann – je nach Projektanforderungen – Erstmusterprüfberichte (FAI), eine CFD-Auswertungszusammenfassung und Dokumentationen zur Mustervalidierung für die Lieferantenqualifizierung erstellen. Die Prozessmöglichkeiten bei Kühlplatten umfassen Rührreibschweißen (FSW), Vakuumlöten, Stanzen, Extrudieren und CNC-Bearbeitung. Die Serienproduktion wird erst nach Freigabe des validierten Musters freigegeben. Informationen zu externen Prüfverfahren werden auf dieser Seite ebenfalls nicht veröffentlicht.
Fragen, die Ingenieure zu Kühlkomponenten stellen
Welche Eingangsgrößen ändern sich am häufigsten gegen Ende eines Projekts zur Wärmemanagement von Batteriepacks?
Kühlmittelart und -konzentration sowie Kühlmitteleintrittstemperatur sind die beiden Eingangsgrößen, die sich nach der Festlegung des Anwendungsbereichs am ehesten ändern. Das Wasser-Glykol-Verhältnis beeinflusst Leitfähigkeit, Viskosität und Druckverlust. Werden diese Eingangsgrößen als Ausgabegrößen anstatt als Eingabegrößen behandelt, kann die erste Simulation das Ziel der Temperaturhomogenität verfehlen und eine Überarbeitung erforderlich machen. Daher ist es ratsam, beide frühzeitig zu überprüfen.
Wie zuverlässig sind CFD-Simulationen, bevor Werkzeuge für Kaltplatten in Auftrag gegeben werden?
CFD-Ergebnisse sind nur so zuverlässig wie ihre Randbedingungen. Wärmelast, Einlassbedingungen und Durchflussrate müssen daher bestätigt werden. Teams, die mit Schätzwerten oder Platzhaltern arbeiten, erhalten aktualisierte Ergebnisse, sobald die endgültigen Zellparameter festgelegt sind. Die Simulation muss in jedem Fall von Ihnen freigegeben werden.
Kann ein Wärmeklebstoff Zellen direkt mit der Kühlplatte verbinden?
Ja. Der Polyurethan-Strukturklebstoff 30107 ist für die Verklebung von Zellen mit der Kühlplatte vorgesehen. Die Sorte 0120 erreicht eine Al/Al-Scherfestigkeit von 11 MPa und eine Wärmeleitfähigkeit von 2,05 W/m·K (gemessen nach ASTM D5470). Die Oberflächentrocknungszeit beträgt 35 Minuten bei 25 °C, die vollständige Aushärtung wird nach 7 Tagen bei 23 ± 2 °C angegeben; Angaben zur Handhabung und zum Ablösen von der Vorrichtung liegen nicht vor.
Welches Wärmeleitpad eignet sich für zylindrische Zellen auf einem Schlangenrohr?
Für zylindrische Zellen und Kühlplatten in Schlangenrohrform sind zwei verstärkte Ausführungen aus 30101 erhältlich. PI-Folie behält die übrigen Eigenschaften der PI-Bandverstärkung bei und eignet sich für Bauteile bis zu 500 × 420 mm. Glasfasergewebe erhöht die Flexibilität und Festigkeit, leitet weniger Wärme als eine einfache Kühlmatte und eignet sich für Bauteile bis zu 300 × 200 mm.
Sind Mindestbestellmenge, Preise, Zahlungs- und Garantiebedingungen veröffentlicht?
Prototypen von Kühlplatten sind in flexiblen Stückzahlen erhältlich, die Mindestbestellmenge für die Serienproduktion hängt vom jeweiligen Verfahren ab: Stanzteile mit Spezialwerkzeugen haben eine höhere Mindestbestellmenge als CNC- oder FSW-Teile. Die Mindestbestellmenge, Preise, Zahlungsbedingungen, Garantie- und Kundendienstbedingungen von TIM werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht. Bitte fordern Sie diese Informationen mit Ihrer Angebotsanfrage an.
Sind Sie bereit, eine Geheimhaltungsvereinbarung zu unterzeichnen, bevor wir Ihnen die Verpackungszeichnungen zusenden?
Die Geheimhaltungsvereinbarung und die Bestimmungen zur Zeichnungsvertraulichkeit werden auf dieser Seite nicht veröffentlicht und können in der ersten Nachricht, bevor Zeichnungen versendet werden, per E-Mail an [email protected] oder über das Angebotsformular angesprochen werden. Für das Angebot können entweder eine CAD-Zeichnung oder die Abmessungen angegeben werden.
Wie lange dauert der Versand und wer kümmert sich um die Einfuhrzölle?
Die Transitzeit hängt vom Zielhafen und der Versandart ab und wird im Angebot bestätigt, nicht hier veröffentlicht. Einfuhrzölle, Zollabfertigung und lokale Genehmigungen sind vom Zielland abhängig. Daher sollte vor der Bestellung geklärt werden, wer die einzelnen Artikel transportiert.
