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Chapa fria e soldadura: Gestão térmica

Os veículos de energia nova têm mais necessidades complexas de gestão térmica. São mais difíceis para as baterias, os motores e a eletrónica do que os veículos tradicionais. Neste artigo, vamos aprofundar os desafios específicos dos gestão térmica da bateria. Atualmente, as principais soluções técnicas incluem o arrefecimento a ar, o arrefecimento a líquido e o arrefecimento direto. O custo de placas arrefecidas por líquido está a diminuir. As normas de segurança e desempenho das baterias estão a aumentar. Como resultado, arrefecimento líquido tornou-se a principal tecnologia para a gestão térmica de baterias. Placa fria e soldadura: Gestão térmica A gestão térmica das baterias deve responder a três desafios principais: dissipar o calor e aquecê-lo células de bateriaA refrigeração é um sistema que permite manter o equilíbrio da temperatura no interior da bateria e gerir a expansão e contração térmicas dos componentes arrefecidos por líquido. Um sistema de arrefecimento eficaz é crucial para os veículos movidos a novas energias. Deve, por exemplo, utilizar radiadores arrefecidos por líquido em liga de alumínio para responder a estes desafios.

Chapa fria e soldadura: Gestão térmica

Índice

Chapa fria e soldadura: Desafios na gestão térmica

As placas de frio líquidas são o principal método de gestão do calor das baterias nos veículos de energia nova. No entanto, enfrentam vários desafios na sua utilização. Eis os principais aspectos:

Complexidade da conceção: Os projectistas devem conhecer a dinâmica dos fluidos, a ciência dos materiais e a transferência de calor. Precisam de saber isto para navegar em requisitos de design complexos. Por exemplo, uma má conceção pode levar a um aumento da resistência do fluxo de refrigerante. Este aumento prejudicaria a eficiência do arrefecimento.

Complexidade de fabrico: Os percursos de maquinagem devem ser precisos. A utilização de materiais de alta qualidade aumenta os custos. A utilização de técnicas de maquinagem de alta precisão pode aumentar os custos de fabrico até 20%.

Dificuldade de manutenção: A manutenção requer equipamento e pessoal especiais. Isto constitui um desafio para alguns utilizadores. Podem considerá-la demasiado dispendiosa.

Risco de fuga: Precisamos de medidas fortes para travar líquido de refrigeração fugas. Podem causar grandes danos na bateria. Isto mostra a necessidade de regras de proteção profissional.

Efeito de arrefecimento: Muitos factores afectam o bom funcionamento do arrefecimento. Estes incluem o caudal, a queda de pressão e as alterações de temperatura. Estes factores tornam o arrefecimento propenso à instabilidade. É necessário um controlo e ajuste cuidadosos.

Aplicações de placas de arrefecimento líquido

Existem atualmente quatro utilizações principais para os painéis arrefecidos por líquido: baterias de armazenamento de energia e potência, componentes arrefecidos por líquido com elevada densidade de fluxo de calor e novos componentes arrefecidos por líquido.

Baterias eléctricas: As placas de arrefecimento por líquido são amplamente utilizadas em baterias eléctricas. Elas gerem o calor das baterias de alta capacidade nos veículos de energia nova. Esta aplicação garante um desempenho consistente e segurança em várias condições de funcionamento.

Baterias de armazenamento de energia: Os painéis são vitais. Mantêm as baterias à melhor temperatura. As baterias estão nos sistemas de armazenamento de energiaque são cruciais para as energias renováveis e para a estabilidade da rede.

Componentes de transferência de calor arrefecidos por líquido com elevada densidade de fluxo de calor: Esta categoria inclui componentes que lidam com calor elevado, tais como permutadores de calor do inversor e Permutadores de calor IGBT. Inclui também sistemas de arrefecimento líquido de painéis fotovoltaicos. Estas aplicações são fundamentais em sistemas electrónicos de elevado desempenho e em sistemas de energias renováveis.

Novos componentes de transferência de calor com arrefecimento líquido: Os painéis arrefecidos por líquido estão a ser utilizados de novas formas. Isto inclui componentes de permuta de calor de liofilizadores e refrigeradores. Estas peças são cruciais para os processos industriais. Necessitam de um controlo preciso da temperatura e de uma dissipação de calor eficiente.

As placas arrefecidas por líquido podem ser divididas em quatro categorias, de acordo com o tipo de processo:

Placa fria para brasagem a vácuo (Placa fria para brasagem a vácuo de alumínio): Este método tem um ótimo desempenho térmico. É também resistente. Por isso, é ideal para utilizações de alta fiabilidade.

Placa arrefecida a água do tipo de soldadura por fricção (FSW Cold Plate): É conhecido pelas suas soldaduras fortes e pela sua fiabilidade. Este tipo é adequado para aplicações em que a resistência é vital.

Placa fria de tubo exposto: Esta conceção permite o contacto direto entre o líquido de arrefecimento e os tubos. Oferece uma transferência de calor eficaz e é fácil de fabricar.

Placa de alumínio/cobre com furo longo: Este tipo tem furos longos em placas de alumínio ou cobre. Oferece uma solução de baixo custo com boa condução de calor e resistência.

Painéis de arrefecimento líquido para baterias de veículos eléctricos de nova energia -trumonytechs

Porquê escolher o alumínio para placas arrefecidas por líquido?

Há muitas razões para selecionar o alumínio. É o melhor material para painéis arrefecidos por líquido.

Alta condutividade térmica: Alumínio tem uma óptima condutividade térmica. Supera o aço inoxidável em mais de três vezes e o cobre também. O alumínio tem uma condutividade térmica superior. Permite que os painéis arrefecidos por líquido feitos a partir dele dissipem o calor de forma mais eficiente, mesmo com a mesma massa.

Leve: O alumínio é muito mais leve do que outros metais comuns. Assim, os painéis de arrefecimento de líquidos fabricados em alumínio são mais leves do que os fabricados noutros materiais. Esta caraterística de leveza contribui para a redução geral do peso do veículo e para uma maior eficiência energética.

Resistência à corrosão: O alumínio resiste bem à corrosão. Isto permite que os painéis resistam à exposição ao líquido. Esta resistência à corrosão garante a durabilidade do sistema de arrefecimento. É fiável, mesmo em condições adversas.

Facilidade de processamento: O alumínio é conhecido pela sua facilidade de processamento em comparação com outros metais. Pode ser facilmente maquinado, moldado e fabricado em formas complexas. Isto ajuda a fabricar intrincados painéis arrefecidos por líquido.

No entanto, é importante reconhecer que o alumínio tem inconvenientes. Isto é especialmente verdade na soldadura:

Ponto de fusão mais baixo: O alumínio tem um ponto de fusão mais baixo do que outros metais. Isto provoca uma maior zona afetada pelo calor durante a soldadura. Isto pode levar à formação de poros e fissuras, comprometendo a qualidade da soldadura e a integridade estrutural.

Película de óxido mais espessa: O alumínio tende a formar uma película de óxido espessa na sua superfície. Isto requer um pré-tratamento para garantir uma boa aderência e qualidade de soldadura.

Coeficiente de expansão térmica mais elevado: O alumínio tem um coeficiente de dilatação mais elevado. Isto leva a uma maior deformação térmica durante a soldadura. São necessárias técnicas especializadas para controlar a deformação da soldadura e manter a estabilidade dimensional.

Apesar destes desafios. Mas as muitas vantagens do alumínio fazem dele a escolha preferida para painéis de refrigeração líquida. Ele atinge um equilíbrio entre desempenho, durabilidade e facilidade de fabrico.

Desafio da soldadura de placas frias líquidas

Desafios na soldadura de placas arrefecidas por líquido

Quando a qualidade da soldadura das placas de refrigeração líquida não cumpre as normas, podem surgir vários problemas:

Má qualidade da soldadura: Uma fraca resistência na soldadura pode levar a fissuras e fugas posteriores. Isto compromete a integridade estrutural e a segurança do sistema de arrefecimento.

Dissipação de calor reduzida: Uma má soldadura cria demasiado calor após a soldadura. Isto prejudica a capacidade da placa de arrefecimento para eliminar o calor. Isto pode levar a problemas de sobreaquecimento e a uma diminuição do desempenho do sistema.

Diminuição da condutividade térmica: Uma má soldadura diminui a condutividade térmica do alumínio. Isto dificulta a transferência de calor na placa de arrefecimento, o que prejudica a eficácia global de arrefecimento do sistema.

Influência no desempenho do material: Uma soldadura deficiente pode provocar a deformação do material. Pode também causar crescimento de grãos e problemas relacionados. Estes problemas afectam a resistência e o desempenho da placa. Isto compromete a durabilidade e a fiabilidade do sistema de arrefecimento.

Atualmente, existem três processos de soldadura correntes para placas arrefecidas por líquido:

Soldadura por fricção: Este método oferece uma elevada resistência e fiabilidade da soldadura, permitindo o reabastecimento. No entanto, pode dar origem a problemas de soldadura de perfis ou de adulteração de chapas frias.

Soldadura com proteção gasosa: Esta técnica é económica e oferece uma boa resistência à pressão. No entanto, necessita de materiais adicionais e de tratamento térmico. Este facto aumenta a complexidade do processo.

Soldadura por brasagem a vácuo: É conhecido pelos seus cordões de soldadura de alta qualidade e pela sua simplicidade. O processo garante uma boa integridade da soldadura. No entanto, tem custos mais elevados em comparação com outros métodos.

Para enfrentar estes desafios e melhorar as placas, a equipa do Trumonytechs concentra-se em

Seleção de um método de soldadura adequado: Escolha o melhor método de soldadura com base nas necessidades da aplicação e dos materiais.

Controlo rigoroso dos parâmetros de soldadura: Temos de controlar com precisão os parâmetros de soldadura. Estes incluem a temperatura, a pressão e a velocidade de soldadura. Fazemo-lo para obter os melhores resultados.

Teste da qualidade do cordão de soldadura: Testamos minuciosamente os cordões de soldadura. Isto permitirá detetar defeitos ou incoerências. Também garantirá que cumprem as normas de qualidade.

Seleção do material de enchimento e do gás de proteção adequados: Utilizamos materiais de enchimento e gases de proteção de alta qualidade. Estes melhoram a qualidade e a integridade da soldadura. Isto faz com que o sistema de arrefecimento funcione melhor.

Qualificação de cordões de soldadura por trumonytechs Technology

No final do processo de soldadura de placas arrefecidas por líquido, apresentam-se a seguir alguns dos métodos de inspeção comuns utilizados na indústria:

Método de inspeção visual: A qualidade da soldadura é avaliada através do aspeto da soldadura. Isto inclui a integridade da soldadura, a uniformidade, as fissuras, a escória e a porosidade.

Testes radiográficos: A radiação de raios X ou gama é utilizada para fluoroscopia ou fotografia da soldadura. É utilizada para detetar as fissuras internas, a porosidade, etc. da soldadura.

Deteção por ultra-sons: a utilização de ondas ultra-sónicas no cordão de soldadura

Deteção de partículas magnéticas: Aplicam o pó magnético após a soldadura. Detectam os defeitos observando a distribuição do pó na soldadura.

Deteção de correntes parasitas: utilizando o princípio da indução por correntes de Foucault para efetuar a deteção.

O pessoal da Trumonytechs testarão a qualidade do cordão de soldadura após cada soldadura. Escolherão o método com base na situação atual. Se necessário, utilizarão uma combinação de métodos para garantir a qualidade da placa arrefecida por líquido.

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