EV Akü Paketleri için Damgalı Sıvı Soğutma Soğuk Plakaları: Alüminyum Şekillendirme ve Vakumlu Lehimleme QC

EV akü paketleri için damgalı alüminyum sıvı soğutma plakaları, 4C/5C'lik yüksek şarj hızlarında termal bütünlüğü, yapısal sağlamlığı ve sızıntısız çalışmayı korumalıdır. Nitelikli bir soğutma plakası, uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için kontrollü alüminyum şekillendirme, mikro kanal geometri doğruluğu, vakumlu lehimleme bütünlüğü ve helyum kütle spektrometresi sızıntı tespiti gerektirir.

 

Yüksek güçlü akü modülleri için soğutma plakası yalnızca bir ısı eşanjörü değil aynı zamanda hücreler ve akü mahfazası arasında yapısal bir termal arayüzdür. Üretim kalitesi, hücre sıcaklığı farkını, hızlı şarj özelliğini ve pil yaşam döngüsü performansını doğrudan etkiler.

 

 

 

Yüksek hızlı şarj sistemlerinin giderek daha fazla benimsenmesi, pil termal yönetim gereksinimlerini değiştirdi. 4C veya 5C şarj sırasında, lityum iyon hücreleri kısa bir süre içinde önemli miktarda ısı üretir ve hücre yüzeyinden ısının hızlı bir şekilde uzaklaştırılmasını gerektirir.

Tipik bir EV akü soğutma plakası şunları kontrol etmelidir:

Hücre sıcaklığı homojenliği.

Maksimum sıcaklık artışı.

Akış kanalı basınç kaybı.

Soğutma sıvısı dağıtımı.

Mekanik deformasyon.

Uzun vadeli sızdırmazlık güvenilirliği.

Örneğin:

 

Şarj Oranı	Pil Durumu	Termal Zorluk
1C–2C	Standart şarj	Orta derecede ısı üretimi
3C–4C	Hızlı şarj	Daha yüksek yerel ısı birikimi
5C ve üzeri	Ultra hızlı şarj	Optimize edilmiş bir termal yol gerektirir

 

Soğutma plakası tasarımı, araç titreşimi ve basınç döngüsü altında mekanik gücü korurken, ısıyı akü hücrelerinden soğutma sıvısı kanallarına minimum termal dirençle aktarmalıdır.

 

ASTM B209 ve ISO 6361 Kapsamında 3003 Alüminyum Alaşım Seçimi

3003 alüminyum alaşımı, EV akü soğuk plakalarında yaygın olarak kullanılır çünkü termal iletkenlik, korozyon direnci, şekillendirilebilirlik ve üretim maliyeti arasında bir denge sağlar.

 

Malzeme Özelliği	3003 Alüminyum	4343 Alüminyum Kaplama	Mühendislik Fonksiyonu
Ana kompozisyon	Al-Mn alaşımı	Al-Si alaşımı	Yapısal katman + lehimleme katmanı
Isı iletkenliği	Yaklaşık. 160–190 W/m·K	Taban alüminyumdan daha düşük	Isı transfer yolu
Şekillendirilebilirlik	Harika	Kaplama için tasarlandı	Derin çekme ve damgalama
Korozyon direnci	İyi	Lehimleme arayüzü sağlar	Soğutma sıvısı uyumluluğu
Lehimleme sıcaklığı	-	Erime aralığı 3003'ten düşük	Vakumlu lehimlemeyi etkinleştirir
Başvuru	Soğutma plakası gövdesi	Lehimleme dolgu katmanı	Kompozit alüminyum levha

 

EV sıvı soğutma plakalarının ortak yapısı şöyledir:

4343/3003/4343 alüminyum kompozit levha

4343 kaplama katmanı sert lehimleme sırasında erir, 3003 çekirdek ise mekanik mukavemeti korur.

 

 

Sıvı soğutma plakası imalatı alüminyum levhanın şekillendirilmesiyle başlar. Basit damgalama parçalarından farklı olarak soğutma plakaları kontrollü deformasyon gerektirir çünkü kanal geometrisi soğutma sıvısı akış dağılımını doğrudan etkiler.

Şekillendirme süreci genellikle şunları içerir:

Alüminyum levha kesme.

Aşamalı damgalama veya derin çizim.

Mikro kanal oluşturma.

Kenar flanşı şekillendirme.

Liman açma delme.

Düzlük düzeltmesi.

Lehimlemeden önce temizlik.

 

±0,01mm Boyutsal Kontrol Altında Şekillendirilen 3003 Alüminyum Mikro Kanal

Damgalamanın ana zorluğu, şekillendirme sonrasında kanal derinliğini ve plaka düzlüğünü korumaktır.

Anahtar parametreler şunları içerir:

Malzeme kalınlığı.

Ölme izni.

Çizim oranı.

Delme yarıçapı.

Yağlama durumu.

Geri yaylanma telafisi.

Damgalama kuvveti.

Tipik denetim gereksinimleri:

 

Muayene Öğesi	Tipik Kontrol Yöntemi
Kanal derinliği	CMM denetimi/lazer ölçümü
Plaka kalınlığı	Mikrometre ölçümü
Yüzey düzlüğü	Düzlük ölçer
Bağlantı noktası konumu	CMM denetimi
Boyutsal tolerans	Çizim tabanlı kontrol, kritik özellikler için mümkün ±0,01 mm

 

Düzlük özellikle önemlidir çünkü soğutma plakasının akü hücreleri veya modül ısı dağıtıcıları ile yakın temas halinde olması gerekir.

Tipik bir mühendislik hedefi:

Düzlük sapması<0.5mm/m

Aşırı deformasyon aşağıdakilere neden olabilir:

Düzensiz termal temas.

Yerel hava boşlukları.

Düzensiz termal direnç.

Mekanik stres konsantrasyonu.

 

 

 

Şekillendirmeden sonra, üst ve alt alüminyum plakaların sızdırmaz soğutucu kanalları oluşturmak için kalıcı olarak birleştirilmesi gerekir.

Yaygın olarak iki ana üretim yöntemi kullanılır:

Vakumlu lehimleme.

Kontrollü atmosfer lehimleme (CAB).

Her iki yöntem de alüminyum alaşımlı lehimleme teknolojisine dayanır ancak farklı proses özelliklerine sahiptir.

ISO 13585'e Göre Vakumlu Lehimleme ve CAB Proses Karşılaştırması

 

Parametre	Vakumlu Lehimleme	KABİN Lehimleme
Atmosfer	Yüksek vakum ortamı	Azot koruyucu atmosfer
Akı gereksinimi	Akı içermeyen süreç	Genellikle kontrollü akı uygulaması gerektirir
Yüzey temizliği gereksinimi	Çok yüksek	Yüksek
Oksidasyon kontrolü	Harika	Azot atmosferi tarafından kontrol edilir
Artık kirlenme	Son derece düşük	Akış yönetimine bağlıdır
Üretim uygulaması	Yüksek güvenilirliğe sahip EV soğutma plakaları	Büyük hacimli otomotiv üretimi
Proses izleme	Vakum seviyesi, sıcaklık profili	Fırın atmosferi, sıcaklık profili

 

Vakumlu lehimleme, birinci sınıf EV akü soğutma sistemleri için sıklıkla seçilir çünkü soğutma sıvısı kanallarında akı kalıntısını önler.

 

Moleküler Difüzyon ve Alüminyum Lehimleme Arayüzü Kontrolü

 

Alüminyum sert lehimleme füzyon destekli bir birleştirme işlemi olmasına rağmen nihai bağlantı kalitesi aşağıdakilere bağlıdır:

Dolgu metali dağıtımı.

Oksit bozulması.

Yüzey hazırlığı.

Isıtma profili.

Soğutma hızı.

Ortak açıklık.

Önemli süreç kontrolleri şunları içerir:

Fırın sıcaklığı homojenliği.

Vakum basıncı stabilitesi.

Lehimleme döngüsü kaydı.

Kesit metalografik analizi.

Kötü bir lehimleme işlemi aşağıdakilere neden olabilir:

Tamamlanmamış eklemler.

Yerel sızıntı yolları.

Aşırı dolgu birikimi.

Kanal tıkanıklığı.

Azaltılmış ısı transfer verimliliği.
 

Ücretsiz DFM Değerlendirmesi ve Fiyat Teklifi İsteyin

 

 

Soğutma plakasının güvenilirliği hem termal performansa hem de basınç direncine bağlıdır.

Aracın çalışması sırasında soğutma sıvısı basıncı aşağıdakilerden dolayı değişir:

Pompanın çalışması.

Sıcaklık değişimi.

Araç titreşimi.

Termal bisiklet.

Üretim soğutma plakasının deformasyona, çatlamaya veya sızıntıya yol açmadan basınca dayanması gerekir.

 

ISO 20485 Kapsamında Patlama Basıncı ve Helyum Sızıntısı Tespiti

 

İki ana doğrulama yöntemi kullanılır:

 

Test Yöntemi	Amaç	Tipik Gereksinim
Patlama basıncı testi	Yapısal dayanıklılık doğrulaması	>1.5MPa
Helyum kütle spektrometresi sızıntı testi	Mikro sızıntı tespiti	Yüksek hassasiyetli gaz sızdırmazlık doğrulaması
Hidrostatik basınç testi	Basınç tutma yeteneği	Müşteri tanımlı süre
Termal bisiklet testi	Uzun vadeli güvenilirlik	Sıcaklık değişimi simülasyonu

 

IATF 16949 Kapsamında Otomatik Helyum Sızıntı Test Süreci

Helyum sızıntısı tespiti, geleneksel suya daldırma yöntemleriyle karşılaştırıldığında daha yüksek hassasiyet sağlar.

Tipik süreç:

Soğutma plakası tahliyesi.

Helyum dolumu veya helyum odasına maruz kalma.

Kütle spektrometresi tespiti.

Sızıntı oranı kaydı.

Otomatik başarılı/başarısız sınıflandırması.

Avantajları şunları içerir:

Görünmez mikro sızıntının tespiti.

Dijital izlenebilirlik.

Otomatik inceleme.

Azaltılmış operatör etkisi.

EV aküsü uygulamalarında soğutma sıvısı sızıntısı aşağıdakilere neden olabilir:

Elektrik yalıtımı arızası.

Pil modülü hasarı.

Korozyon.

Güvenlik riskleri.

Bu nedenle helyum sızıntı testi sıklıkla nihai üretim denetimine entegre edilir.

 

 

 

Termal performans değerlendirmesi, soğutma sıvısı akışını kontrol etmekten daha fazlasını gerektirir.

Mühendisler şunları analiz etmelidir:

Isı transfer verimliliği.

Basınç düşüşü.

Sıcaklık dağılımı.

Akış kanalı dengesi.

Yapısal deformasyon.

 

4C/5C Şarj Koşullarında Soğutma Kanalı Tasarım Parametreleri

 

Tasarım Faktörü	Mühendislik Etkisi
Kanal genişliği	Soğutma sıvısı hızını ve basınç kaybını belirler
Kanal yüksekliği	Akış direncini ve ısı değişim alanını etkiler
Kanal düzeni	Sıcaklık homojenliğini kontrol eder
Plaka kalınlığı	Gücü ve termal direnci etkiler
Giriş/çıkış konumu	Soğutma sıvısı dağıtımını belirler
Yüzey temas kalitesi	Hücre soğutma verimliliğini etkiler

 

İyi tasarlanmış bir soğutma plakası şunları azaltır:

Hücre sıcaklığı farkı.

Termal sıcak noktalar.

Şarj gücü sınırlaması.

Pil yaşlanmasının hızlanması.

 

EV Üretim Gereksinimleri Altında Damgalı Soğutma Plakası ve Ekstrüde Soğutma Plakası

 

Faktör	Damgalı Alüminyum Soğutma Plakası	Ekstrüde Soğutma Plakası
Kanal karmaşıklığı	Yüksek esneklik	Ekstrüzyon profiliyle sınırlıdır
İnce duvar yapısı	Olası	Daha zor
Ağırlık optimizasyonu	İyi	Ilıman
Geniş alanlı plaka üretimi	Uygun	Uygun
Takım yatırımı	Gerekli kalıp	Ekstrüzyon aleti gerekli
Otomotiv hacim üretimi	Uygun	Uygun

 

Büyük EV pil paketleri için damgalı sıvı soğutma plakaları, özelleştirilmiş kanal düzenleri için tasarım esnekliği sağlar.

 

 

Apollo Electronic Components (Xiamen) Co., Ltd., EV akü sistemleri, enerji depolama sistemleri ve güç elektroniği uygulamaları için alüminyum soğutma plakası üretim çözümleri sunmaktadır.

Üretim kapasitesi şunları içerir:

Alüminyum levha damgalama.

Sığ çizim oluşturma.

CNC işleme.

Alüminyum lehimleme.

Vakumlu lehimleme.

Kontrollü atmosfer lehimleme (CAB).

Lazer kaynağı Cu-Al.

Sızıntı testi.

Boyutsal inceleme.

Montaj işleme.

 

 

İmalat Aşaması	Kalite Kontrol
Alüminyum malzeme denetimi	Malzeme sertifikası doğrulaması
Sac şekillendirme	Boyutsal ölçüm
Kanal denetimi	CMM denetimi
Lehimleme hazırlığı	Yüzey temizlik kontrolü
Vakum lehimleme/CAB	Sıcaklık profili izleme
Basınç testi	Burst pressure >1,5MPa doğrulama
Sızıntı testi	Helyum kütle spektrometresi
Son muayene	İşlevsel ve boyutsal doğrulama
Dokümantasyon	PPAP Seviye 3 desteği

 

 

 

Bir EV akü soğuk plaka tedarikçisini seçerken mühendislik ekipleri şunları değerlendirmelidir:

Alüminyum şekillendirme yeteneği.

Lehimleme proses kontrolü.

Sızıntı testi yeteneği.

Termal doğrulama deneyimi.

Boyutsal muayene ekipmanı.

PPAP dokümantasyon yeteneği.

Nitelikli bir EV Akü Soğuk Plaka Üreticisi, yalnızca nihai ürün örnekleri yerine ölçülebilir süreç verileri sağlamalıdır.

Önerilen tedarikçi değerlendirme noktaları:

 

Değerlendirme Öğesi	Gerekli Kanıtlar
Malzeme kontrolü	Alüminyum alaşım sertifikası
Şekillendirme yeteneği	Takımlama ve boyutsal raporlar
Lehimleme yeteneği	Fırın kayıtları ve metalografi
Sızıntı önleme	Helyum test verileri
Basınç direnci	Patlama basıncı test raporu
Üretim kalitesi	IATF 16949 sistemi
İzlenebilirlik	Toplu üretim kayıtları

 

Amaç aşağıdakiler arasında kontrollü bir ilişki sürdürmektir:

 

Alüminyum malzeme → şekillendirme doğruluğu → lehimleme kalitesi → basınç direnci → termal performans

 

 

Yaygın olarak hangi alüminyum alaşımı kullanılır?damgalı EV akü soğutma plakaları?

3003 alüminyum alaşımı, şekillendirilebilirliği, korozyon direnci ve 4343 alüminyum lehim kaplama katmanlarıyla uyumluluğu nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır.

 

Bir EV soğutma plakası üreticisi sızıntısız performansı nasıl doğruluyor?

Üreticiler, yapısal arızaları ve mikro sızıntıyı tanımlamak için 1,5 MPa'nın üzerinde patlama basıncı testini ve helyum kütle spektrometresi sızıntı tespitini kullanıyor.

 

Bir OEM tedarikçisi alüminyum soğutma plakaları için PPAP Seviye 3 belgelerini sağlayabilir mi?

Evet. Nitelikli tedarikçiler malzeme sertifikaları, süreç akışı, kontrol planları, denetim raporları, doğrulama kayıtları ve PPAP Seviye 3 belgelerini sağlayabilir.