Plaques froides liquides sur mesure pour batteries de véhicules électriques, modules de stockage d'énergie et électronique de puissance
Trumonytechs conçoit des plaques froides liquides sur mesure, adaptées à votre format de cellule et à vos conditions thermiques limites, en versions microcanaux, tubes serpentins et estampées. Le choix de la structure dépend de l'agencement de votre pack et de votre volume de production annuel. Chaque plaque est testée individuellement pour l'étanchéité à l'hélium avant expédition. Notre devis est établi à partir d'un fichier CAO ou des dimensions de votre espacement, des données de charge thermique, du type de fluide frigorigène, de la plage de température cible et du volume de production annuel prévu. L'analyse de fabricabilité (DFM) est incluse dans le devis, sans frais supplémentaires. Les prototypes usinés CNC sont généralement expédiés deux à trois semaines après la validation de la conception ; le délai est plus long pour les constructions réalisées par outillage, et confirmé lors de la revue de conception.
Vous disposez du format de cellule et d'une valeur de charge thermique ? Cela suffit pour obtenir une recommandation de construction.
Quand le refroidissement liquide est la bonne solution — et quand il ne l'est pas
Le refroidissement liquide se justifie lorsque la charge thermique par unité de surface dépasse le seuil qu'un chemin passif peut supporter, ou lorsque la propagation entre les cellules doit être maintenue en dessous de 3 à 5 °C.
La distance intercellulaire en deçà de laquelle une voie passive cesse généralement d'être suffisante.
- 01Le passif suffit
Lorsque la charge thermique peut être gérée par convection naturelle ou par un dissipateur thermique, une conception passive est plus simple et moins coûteuse à qualifier.
- 02Aucune boucle disponible
Là où le système ne peut pas accueillir de boucle de liquide (pompe, réservoir, échangeur de chaleur), la plaque ne résout rien à elle seule.
- 03Fluide incompatible
Lorsque le fluide de travail n'est pas compatible avec l'aluminium ou le cuivre, la question du matériau doit être réglée avant même qu'il soit judicieux de dessiner une géométrie.
Le trajet thermique est court : les cellules génèrent de la chaleur, un matériau d’interface thermique la transporte jusqu’à la surface de la plaque, un fluide de refroidissement la capte dans les canaux et un échangeur externe la dissipe. Pour le stockage à l’échelle du réseau et le stockage commercial et industriel, la conception est dictée par des cycles de fonctionnement longs et une charge thermique soutenue, comme décrit dans notre [référence manquante]. Solutions de refroidissement ESS page.
Microcanal, tube serpent ou estampé : construction adaptée au format de la cellule
La construction suit le format des cellules et la disposition du pack — la même fonction peut être assurée par trois plaques différentes, et celle qui convient dépend de l'espace disponible dans le pack pour les canaux.
Microcanal
Profilé extrudé avec raccords brasés en alliage d'aluminium 3003, le choix habituel de plaque froide de batterie pour les packs prismatiques et à poche où une grande face doit être maintenue à plat.
tube serpent
Tube en forme de S brasé dans l'assemblage, pour les modules cylindriques — 18650, 2170, 4680 — où l'espace est restreint et les options de routage sont limitées.
Timbré
Le circuit d'écoulement est intégré à la tôle, avec des ailettes aux endroits nécessaires. Les plaques de refroidissement à eau estampées conviennent aux grandes surfaces et aux programmes de véhicules électriques ou de stockage d'énergie nécessitant une mise à l'échelle.
Ces trois valeurs correspondent à des plaques déjà construites, et non à une limite d'enveloppe. La surface maximale, la largeur minimale du canal et l'épaisseur minimale de paroi dépendent de la construction et de l'outillage, et sont fixées lors de la révision des plans.
Trois éléments sont définis successivement. Le format des cellules et l'agencement des modules déterminent les constructions géométriquement possibles. Le volume annuel détermine ensuite la solution la plus économique. En dessous du seuil de rentabilité d'un outillage dédié, les plaques usinées CNC et soudées par friction-malaxage ne nécessitent aucun frais d'outillage et permettent d'obtenir un plan plus rapidement. Au-delà, l'emboutissage réduit le coût unitaire. La charge thermique et la plage de débit interviennent en dernier, dimensionnant la densité des canaux au sein de la construction déjà choisie.
Il existe un compromis entre la densité des canaux et la perte de charge : augmenter le nombre de canaux sous un point chaud permet d'homogénéiser la température de surface et de réduire la hauteur manométrique que la pompe doit fournir. Nous dimensionnons ce compromis en fonction de la plage de débit que vous nous indiquez, et non par défaut ; les aspects structurels sont détaillés dans notre note sur conception d'une plaque de refroidissement liquide. L'emplacement de la plaque à l'intérieur du sac et ce que supporte le cadre sont des questions distinctes — voir gestion thermique des batteries.
Matériaux, compatibilité avec le liquide de refroidissement et état de surface
Le choix des matériaux sur une plaque froide liquide est déterminé autant par le fluide de refroidissement que par la conductivité, car le fluide fixe quels alliages restent intacts pendant toute la durée de vie.
| Matériau | Conductivité (approx.) | résistance à la corrosion | Application typique | Note |
|---|---|---|---|---|
| aluminium 3003 | ~150 W/m·K | Bon | VE, ESS | Standard |
| aluminium 1060 | ~234 W/m·K | Plus bas | Plaques laminées | conductivité élevée |
| Cuivre | ~390 W/m·K | Nécessite un plaquage | IGBT, laser | Pas dans une boucle en aluminium |
L'aluminium et le cuivre ne partagent pas de circuit de refroidissement ; la corrosion galvanique dans un fluide commun attaque le métal le moins noble. La concentration de glycol fonctionne de la même manière : une concentration spécifique peut accélérer la corrosion sur un alliage donné, c'est pourquoi la corrosion galvanique est vérifiée en amont, et non lors de la qualification.
L'anodisation, le nickelage et la chromatation sont possibles selon l'environnement ou la pièce à assembler. La question se pose notamment pour les armoires extérieures et les variations de température saisonnières. Veuillez indiquer le type et la concentration du liquide de refroidissement avec le dessin : le choix de l'alliage et du traitement de surface en découle, et non l'inverse.
Quels sont les facteurs qui déterminent le coût des plaques froides liquides sur mesure ?
Le prix des plaques froides liquides sur mesure dépend de la charge thermique, de la surface de la plaque, de l'espace disponible, du volume de production et des contraintes de construction. Trumonytechs établit ses devis sur la base d'un plan, et non d'une grille tarifaire. Le coût d'outillage pour une plaque emboutie et le volume à partir duquel il est rentabilisé sont définis pour chaque projet. Il est important de préciser dans votre demande de devis si le périmètre de la fourniture (raccords, matériaux d'interface, rapports de test et emballage) est inclus ou non. Un retour d'information sur la conception pour la fabrication (DFM) est fourni gratuitement.
Le coût de fabrication d'une pièce dépend de la nécessité d'un outil spécifique ; indiquez-nous votre quantité annuelle et nous vous indiquerons de quel côté de la ligne vous vous situez.
Matériau pour plaque froide et interface thermique provenant d'un seul fournisseur
La résistance de contact à la surface de la plaque est à la charge de celui qui possède les deux côtés du joint, et dans la plupart des projets, ces deux côtés proviennent de deux fournisseurs différents.
Trumonytechs fabrique la plaque et le matériaux d'interface thermique Ces éléments — coussinets, gels, produits de remplissage et composés d'enrobage — sont déposés sur la plaque. La tolérance de planéité de la plaque et la déformation rémanente à l'interface sont spécifiées l'une par rapport à l'autre, et non séparément.
Lorsqu'une marge de tolérance apparaît, la solution peut venir de l'un ou l'autre côté, et il n'y a qu'une seule partie à qui s'adresser.
Comment nous prouvons que la plaque ne fuira pas et respectera les tolérances
La fuite est le mode de défaillance qui met fin à un programme de plaques froides, et le test qui la détecte doit être effectué sur chaque pièce plutôt que sur un échantillon.
Chaque plaque est soumise à un contrôle de fuite d'hélium — la spectrométrie de masse d'hélium étant la méthode de détection de fuite la plus sensible disponible sur le marché — avant de quitter la chaîne de production. Le test d'éclatement hydrostatique est réalisé au-dessus de la pression de service nominale.
Les joints soudés et brasés sont contrôlés visuellement et par section métallographique, aussi bien sur les soudures par friction-malaxage que sur les joints brasés.
Le contrôle dimensionnel est effectué sur une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT), notamment la planéité de la surface d'interface thermique.
Le rapport d'inspection du premier article couvre l'ensemble des dimensions et du fonctionnement avant la mise en production. Les dimensions critiques sont contrôlées statistiquement par rapport à une cible CPK, et chaque lot est expédié avec un étiquetage de traçabilité complet.
Avant toute chose, il faut démontrer que le projet permet d'atteindre les chiffres indiqués sur le dessin, avec la validation du client à chaque étape.
- Évaluation thermiqueFaisabilité
Évaluation thermique préliminaire par rapport à votre charge thermique et à vos objectifs.
- Schémas d'interface2D
Dessins fixant les dimensions critiques de l'interface.
- Concept d'écoulement + CFDSimulation
Configuration du circuit d'écoulement et du raccord, avec un résumé thermique et d'écoulement.
- Prototype et testÉchantillons
Prototypes CNC, testés, puis améliorés par itération.
- VérificationSe déconnecter
Vérification par rapport aux objectifs convenus avant la diffusion en série.
Les certificats de système qualité (ISO 9001, IATF 16949) sont disponibles sur demande ; veuillez préciser celui dont vous avez besoin. Les déclarations RoHS et REACH ainsi que la communication des SVHC sont disponibles sur demande, et la composition des matériaux permet la soumission d’une fiche de données de sécurité (FDS).
Nous ne publions pas de liste de clients et une référence nommée doit être vérifiée par l'acheteur plutôt que d'être considérée comme une simple attestation. En revanche, les documents accompagnant les pièces sont vérifiables : le test à l'hélium de chaque pièce, le rapport FAI, les certificats d'usine et le certificat de conformité figurant dans les documents d'expédition. Un retour d'information sur la fabricabilité (DFM) de votre dessin vous sera fourni avant tout engagement.
Éléments de conception, délai de livraison et contenu de la commande
Deux éléments déterminent en grande partie le devis d'une plaque froide liquide OEM, et il vous incombe de les définir avant toute autre considération. Le format des cellules et l'agencement du pack sont prioritaires, car le choix de la construction en découle. La charge thermique et le cycle de service (de pointe et continu) viennent ensuite, car ils déterminent la densité des canaux et le débit. Les températures cibles, le type de fluide de refroidissement et la plage d'entrée, la plage de débit et la perte de charge admissible, ainsi que l'encombrement mécanique et ses points de fixation sont autant d'éléments importants. Le prix de chacun de ces éléments est calculé en fonction des deux premiers, et non indépendamment.
Un premier devis nécessite moins de précisions :
- dimensions du fichier CAO ou des limites
- données sur la charge thermique
- Type de liquide de refroidissement
- Plage de température cible
- Volume annuel prévu
- Gel de la conceptionEntrées fixes
La construction, les interfaces et les entrées du programme sont fixes.
- Prototype CNC2 à 3 semaines
Les prototypes CNC, qui ne nécessitent aucun outillage, sont généralement expédiés deux à trois semaines après la finalisation de la conception.
- construction ouvragéeOutillage supplémentaire
Les constructions nécessitant un outillage spécifique allongent ce délai du temps de livraison de l'outillage, confirmé lors de la revue de conception plutôt que d'être indiqué comme un nombre fixe.
Le délai de production en série est défini par programme en fonction du volume et de la construction. Les quantités d'échantillons et de prototypes restent flexibles ; les quantités minimales de production en série sont fixées en fonction du processus et une fois les plans et les prévisions annuelles établis. Avant l'expédition, le rapport d'inspection fait foi : test à l'hélium, mesure tridimensionnelle, inspection du premier exemplaire et documents associés.
Les plaques sont expédiées dans un emballage hermétique étanche à l'humidité, avec un dessiccant et des bouchons pour empêcher toute contamination par des particules. Les commandes importantes sont conditionnées dans des caisses en bois. Un certificat de conformité, une fiche technique, un certificat d'usine et une liste de colisage accompagnent la marchandise.
Foire aux questions
Quel est le MOQ pour les plaques froides liquides personnalisées ?+
Il n'existe pas de chiffre unique. Une plaque usinée par commande numérique ou soudée par friction-malaxage peut être produite en petites séries car il n'y a pas d'outillage à amortir ; une plaque emboutie nécessite un volume annuel suffisant pour justifier son amortissement. Les prototypes constituent un cas particulier et restent flexibles. Le chiffre définitif est établi une fois le plan et les prévisions validés.
Quel est le coût d'outillage pour une plaque emboutie, et à partir de quel volume est-il rentabilisé ?+
Le coût de l'outillage est calculé par projet en fonction de la géométrie de la pièce et du chiffre annuel, car le coût de l'outillage et le seuil de rentabilité varient selon les projets. Pour les petites séries, l'usinage CNC ou le soudage par friction-malaxage permettent d'éviter complètement ce problème. Veuillez joindre le dessin et une estimation du volume à votre demande de devis.
Pouvez-vous personnaliser le chemin du flux en fonction de notre carte des sources de chaleur ?+
Oui. Le tracé du fluide et la configuration des raccords sont définis lors de la conception, grâce à une simulation thermique et hydrodynamique par CFD prenant en compte votre charge thermique et votre cycle de service. La densité des canaux peut être concentrée aux endroits où la carte indique les points chauds. Veuillez joindre la carte des sources de chaleur au dessin.
Combien de temps faut-il pour que le fret maritime arrive à notre port, et qui s'occupe des douanes ?+
Le délai de transit dépend du port de chargement, de la destination et du service. Il est donc confirmé en fonction de votre port dans le devis et n'est pas un tarif standard. Les droits de douane, le dédouanement et toute inspection avant expédition sont soumis à la réglementation du pays de destination. Indiquez le port dans votre premier message ; le prix sera alors établi en conséquence.
Que se passe-t-il après la livraison — pièces détachées, réclamations, assistance ?+
L'étiquetage de traçabilité sur chaque lot permet de rattacher une plaque à une série de production spécifique et aux rapports d'inspection correspondants : test à l'hélium, contrôle par machine à mesurer tridimensionnelle et rapport du premier article. Les conditions relatives aux réclamations et aux pièces détachées ne sont pas détaillées sur cette page ; veuillez les demander avec votre demande de devis.
Quels termes commerciaux ne figurent pas sur cette page ?+
Les informations relatives à la garantie, aux conditions de paiement, à la capacité par rapport à une prévision annuelle spécifique et à la confidentialité des plans ne figurent pas sur cette page. Veuillez demander les informations nécessaires à votre processus d'approvisionnement lors de l'envoi de votre demande de devis (RFQ) et préciser à quelle étape vous souhaitez qu'elles soient fixées : RFQ ou bon de commande (PO).
Aluminium ou cuivre — qu'est-ce qui change réellement ?+
Le tableau ci-dessus indique une conductivité thermique d'environ 390 W/m·K pour le cuivre, contre 150 W/m·K pour l'aluminium 3003. Cependant, le cuivre nécessite un placage pour résister à la corrosion et ne peut pas partager le même circuit de refroidissement que les pièces en aluminium. L'aluminium 3003 est la norme pour les plaques utilisées dans les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie ; le cuivre est quant à lui employé pour les IGBT et les procédés de découpe laser.
