由于铝型材散热器的水质要求与钢不同,应避免铝散热器与其他材料的混合和安装
不同工艺的型材散热器是为了满足不同的工业生产需求,因此各有优缺点。以下主要阐述了四种常见型材散热器的代表性工艺特点。
1.挤压铝型材:翅片和基板是一体的。不会拼凑,散热器内部导热均匀.导热系数高。缺点是受加工工艺的限制,散热器尺寸和翅片之间的距离受到限制.薄厚.高片受限。
2.半挤压铝型材.半插件式:由于挤压铝型材的工艺有限,薄片间距不能太窄。两片之间的插件方法中插入一片铝片,并用压力机夹紧固定。由于大约一半的翅片是插入的,而且铝片与底板不集成,因此传热系数不如一个。热阻略大于纯挤压铝型材。
翅片拼凑:先制作翅片,然后将翅片的根部折叠在一起,压力加工后卡紧,片段紧密咬合成一个整体。这个过程可以随意制成总宽度.高翅片散热器。问题是片与片之间是分体的,导热阻大。导热性大大降低。
插入式类型:由底板和多个翅片组成。在底板的一侧铣削插槽,将翅片的一端插入插槽中,并将其卡紧。这种散热器只有少数铝板的顶部插入底板。当接触导热面积有,热阻会稍大。热阻参数的一致性也很差。
推动水冷板不断迭代和发展的一个重要因素是:提高导热效率。
提高导热效率通常有以下几种方案:
(1)提高冷板与电芯的接触面积;
(2)提高冷板与电芯之间界面的导热率;
(3)提高冷板自身(材料)的导热性能;
(4)调整流道设计,提高流体自身的换热效果;
(5)不同冷板布置方案。
冷板材料上,目前业内主要采用的是铝合金,铜的导热效果更好,但成本要贵得多,所以不是主流方向,在非电池包领域有应用;对于提高导热界面的导热效率,主要是在导热界面材料TIM上做功夫,由之前的空气介质,到后来的导热垫,再到目前的导热胶,TIM的导热效果在不断提高。
在上述两点确认后,冷板设计的重心基本就集中到了提高冷板与电芯的接触面积、调整流道设计,提高流体自身的效果上来。这种变化我们可以从法雷奥对于不同充电功率所需冷却效果(综合换热系数)的划分上对比来看。
冲压流道和凸包这种大平板式的冷板设计迎合了当前快充和大模组、CTP的设计思路,是当前的主要应用趋势。另外,根据是否存在模组、界面材料TIM、箱体和电芯,这4者与冷板的位置来划分,冷板至少有6种的布置方案,其中箱体集成水冷板是目种比较受欢迎的设计思路。
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