动力电池冷却微通道冷板的制造工艺和特点

汽车动力电池作为电动汽车的核心部件, 呈现出高功率、大容量发展趋势, 复杂的汽车行驶工况和高温环境导致电池组热量
聚集及迅速温升, 影响电池电化学反应性能和循环寿命, 甚至影响热安全。因此, 动力电池的高效冷却已成为保障电池性能的关键
技术并获得了重点关注。
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图1 汽车电池的结构和位置
目前动力电池冷却最常用的处理方式有风冷、液冷和直冷三种，但市场主流采用液冷模式的，典型代表是特斯拉、比亚迪等。
液冷模式即电池采用水冷方式换热，一般会增加一个特殊换热器与制冷循环耦合起来，通过制冷剂将电池的热量带走。这种特殊
换热器就是微通道冷板。
冷板是一种单流体(气体、水或其它冷却器)的微通道换热器。冷板可以有效地冷却功率器件、印制板组装件及电子机箱所耗
散的热量。
液冷板生产工艺对比一般的风冷散热器来说更复杂，液冷散热对于工艺上的可靠性要求较高，因而有较强的技术沉淀的厂家
才能提供可靠的技术支持。亚搏手机版官方登录凭借多年在换热器技术深耕，研制出集成式微通道冷板，如下图所示微
通道冷板。
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图2 微通道冷板实物
杭州沈氏采用真空精密高温高压扩散结合制造工艺，这种工艺就是在一定的真空条件下，将两个平整光洁的焊接表面加热
到一定温度，在不加任何焊料或中间金属的情况下，在高温高压的共同作用下，发生微观塑性流变后相互紧密接触，使原子相
互大量扩散而实现焊接的。如下图所示，使其成分和组织完全与基本一致，原始界面消失，保持原有竞速的物理、化学和力学
性能。
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图3 微通道冷板制造工艺
微通道冷板制造要比其他散热器复杂，微通道冷板一般用于散热功率较大而且散热较为集中的机器上，比如汽车电池冷却就
是最好的应用领域。微通道的方式因为水道较宽而且较为均匀，能快速的带走集中的热量。如下图所示微通道冷板剖切面结构。
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图4 微通道冷板剖切面
杭州沈氏集成式微通道冷板特点：
1.热密度大。内部采用微通道结构，精度与技术相结合，没有接触热阻；且微通道结构有利于换热介质的核态沸腾，热流密
度可达500w/cm2。
2.紧凑度高、换热面积大、换热系数高。扩散结合技术焊接强度高，内部流道多样，换热面积大，换热系数高，适用于局部
热流高的设备；可满足200-300w/cm2器件冷却需求。
3.材料多样，应用场合广泛。航天卫星用微通道冷板、电子元器件用微通道冷板、电子元器件及医疗领域用微通道冷板、电
子元器件用微通道均温板。
4.耐压性高、耐腐蚀强。精度结合制造工艺使冷板具有跟母材一样的强度，耐压能力高。采用不锈钢材料具有耐腐蚀性能。
杭州沈氏微通道换热器及微通道冷板是电动汽车车内及电池热管理系统中换热部件的理想选择。

lng是液化天然气（liquefied natural gas）的缩写，是天然气在超低温（-162℃）条件下液化形成的，主要成分为甲烷。
天然气液化是个深冷过程，在液化过程中，冷剂通过冷剂压缩机增压，进入冷箱预冷后，节流使冷剂进一步降温，之后与天
然气换热到设计温度后回压缩机入口，形成闭式循环，因此天然气液化设备非常复杂。
天然气在换热器中与节流降温后的制冷剂发生热交换，使天然气降温，目前应用最广泛的换热器为缠绕管式换热器,其它少部
分类型换热器是板翅式换热器。如下图示所示，随着lng液化企业规模扩大，缠绕管式换热器的优势越来越明显，逐渐成为基本
负荷型lng液化企业的标准。
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图1 缠绕管式换热器
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图2 板翅式换热器
海上天然气开发已成为世界能源领域重要发展方向。海上天然气开发的基础装置是浮式液化天然气生产储卸装置（flng）。
因其移动性好、可重复使用等优势广泛应用于海上天然气的开发。flng 的出液率由液化换热器的工作性能直接决定，故换热器
是 flng的核心装备。 flng受到海风浪影响产生晃荡，会使换热器产生相较于陆基工况不同的动态热力特性，同时使材料受到
的热应力和压应力增大，损坏换热器。为了保证 flng在海上工况下高效稳定运行，换热器需要在晃荡工况下兼顾紧凑高效和安
全可靠。
印刷板路式换热器凭借其紧凑、高效、可靠的特点能够满足海上浮式天然气液化的主低温换热器的需求,近几年逐渐成为海上
浮式天然气液化的主低温换热器的首选。
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图3 印刷板路式换热器结构
印刷板式换热器是一种具有颠覆性创新的微通道换热器，在海上天然气处理系统中，主要用于天然气外输前的冷却。海洋平
台空间有限，普通换热器体积大、重量大，无法满足平台的空间和重量限制要求。与普通换热器相比，采用印刷板式换热器，体
积和重量减少85%，预计可为海上平台建造、安装和维护节约费用超千万元。这个紧凑式高效换热器产品，兼具壳管式换热器和
板式换热器双重优点。
缠绕管式换热器、板翅式换热器和印刷板路式换热器三者比较，如下图所示，印刷板式换热器优势还是很明显的，突出特点
安全可靠和高效率。
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图4三者类型换热器比较
目前，亚搏手机版官方登录在换热器领域深耕多年，成功研制出可商业化的lng液化用微通道换热器即印刷板
路式换热器。
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图5 杭州沈氏lng液化用微通道换热器
杭州沈氏lng液化用微通道换热器特点：传热面积密度高，紧凑度高，换热效率高；极耐高压（最大耐压可达60mpa）和
耐高低温（-196℃至900℃） ；泄漏少，且焊接强度大；在相同的热负荷下，其体积和重量仅约为传统管壳式换热器的1/6。
杭州沈氏研制的lng-fsru / flng气化-微通道换热器可广泛应用于浮式液化天然气生产储卸装置；海上石油钻井平台中
的天然气液化冷凝器，回热器，天然气再气化蒸发器，气气换热器，过冷器等；以及海洋其他平台、浮式储存及再气化装置。