우리는 귀하의 비즈니스 목표를 이해하고
프로젝트의 이점을 향상시키기 위해
열심히 노력하고 있습니다
프로젝트의 이점을 향상시키기 위해
열심히 노력하고 있습니다
배터리 에너지 저장용 하부박스 맞대기용접 공정 설계
배터리 에너지 저장용 배터리 박스는 에너지 저장 시스템에서 중요한 역할을 한다. 그의 중요한 기능에는 하중 보호, 열 전달 및 온도 균일화, 전기 설치와 방수 밀봉이 포함된다. 배터리의 에너지 밀도에 대한 요구가 점점 높아지고 있는데 알루미늄 합금 재료는 더 높은 열전도 성능과 비교적 낮은 밀도로 인해 알루미늄 합금 재료의 사용은 배터리 시스템의 효율성을 향상시키는 효과적인 솔루션이 되었다.
러너와 박스 측벽의 일체화 성형 설계를 채택하여 주요 하중 지지 부위의 용접 작업을 줄임으로써 전체 구조적 강도를 향상시킬 수 있고, 정적 하중, 리프팅 및 무작위 진동과 같은 다양한 조건에서 구조적 안전과 안정성을 유지할 수 있으며 박스의 기밀성을 어느 정도 개선할 수 있다.
또한 일체화 설계는 부품 수를 감소하고 박스 무게를 줄이는 데 도움이 되며, 압출 성형 공정으로 제조되어 다이 싱킹 비용이 낮고 가공이 편리하고 또 수정하기가 쉬워 다양한 로트의 유연성에 대한 요구를 충족할 수 있다.
1-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 주요 유형
에너지 저장용 액냉식 하부박스의 너비는 일반적으로790-810mm , 높이는40-240mm 로 평판형과 플랜지형으로 구분되며(아래 그림 참조), 액냉식 하부박스의 길이는 에너지 저장 제품의 용량 등 요인과 관련이 있고, 일반적인 방안에는48s, 52s, 104s 등 다양한 규격이 있다.
평판형 액냉식 하부박스
플랜지형 액냉식 하부박스
2-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 구조 형식
액냉식 하부박스는 전체 배터리 팩의 기본 구조로서 러너가 있는 바닥판, 스트립, 워터노즐, 테두리, 빔, 브래킷, 리프팅 고리 등 부품이 맞대기용접으로 구성된 직사각형 프레임 구조로 모든 부품은 알루미늄 합금 재질이다.
액냉식 하부박스 부품 조립 안내도
액냉식 하부박스는 충분한 하중 지지력과 구조적 강도가 있어야 하는데, 이는 실제 응용 분야에서의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 용접 공정, 용접부 레벨 제어 및 용접 기술 등 용접 품질에 대한 더 높은 요구를 제출하고 있다.
액냉 기술은 하부박스의 기밀성과 액냉 러너의 기밀성을 포함한 액냉식 하부박스의 기밀성에 대해 높은 요구를 제출하고 있다. 또한 액냉 러너는 냉각수 흐름 압력을 견뎌야 하므로 액냉 러너에 대한 기밀성 요구가 더 높다.
3-용접 품질에 대한 요구
일반적으로 액냉식 바닥판은 교반 마찰 용접을 해야 하며, 평판형 액냉식 하부박스의 플러그에 대해서도 교반 마찰 용접을 채택해야 한다. 보통 교반 마찰 용접부의 함몰은 0.5 이하이며, 탈락되거나 진동 조건하에서 금속 이물질이 떨어지는 현상이 있어서는 안된다.
액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리, 빔, 부품 등은 대부분 TIG 용접 또는 CMT 용접을 채택한다. 각기 다른 구성 요소의 성능 요구 차이를 고려하여 액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리 등은 모두 풀용접을 채택하고 빔, 부품 등은 세그먼트 용접을 한다. 전면 및 후면 배터리 모듈 빔 영역의 평면도 단일 모듈은 <1.5mm, 전체 평면도는 <2mm, 테두리 평면도, 단일 테두리 길이가 500씩 증가할 때마다 ±0.5를 한다.
용접부 표면에는 균열, 요구대로 용접되지 않은 부분, 용융되지 않은 부분, 표면 기공, 노출된 슬래그, 풀용접되지 않은 부분 등의 결함이 없어야 한다. 일반적으로 워터노즐 용접부의 높이는 ≤6mm이어야 하고 다른 위치의 용접부는 박스의 아래쪽 표면을 초과하지 않아야 하며 전면 및 후면 모듈 빔의 내부 용접부는 내부 측면보다 돌출되어서는 안된다.
용접부의 용융 깊이는 관련 표준 요구 사항을 충족해야 한다. 아크 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 60% 이상이어야 하며, 레이저 용접과 교반 마찰 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 70% 이상이어야 한다.
또한 하부박스의 용접은 반드시 기밀성 IP67의 표준도 충족해야 하므로 용접 후 처리의 경우 일반적으로 전면 및 후면 모듈 빔 영역의 용접 슬래그, 용접부를 평평하게 연마해야 한다. 팔레트의 외부 용접에 대해 연마를 해서는 안되며, 밀봉된 표면의 용접부에 대해서는 테두리와 큰 높이 차이가 없도록 평평하게 연마해야 한다.
표: 에너지 저장 형재 맞대기용접 액냉식 하부박스의 공정 모델 선택 및 대표적인 적용
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다.
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다.
사각핀 라디에이터 설계
라디에이터의 기능은 일정한 부피의 공간에서 더 높은 열전달 면적을 얻고 구조적 형태를 개선하여 표면에서 주변 유체까지의 열전달 효율을 높이고 표면 처리 등 방법을 구현하여 효과적인 열전달 면적을 증가시킴으로써 방열 강화, 온도 제어 목표를 달성하는 것이다.
부피 출력 밀도, 열 흐름 밀도 요구 사항이 낮은 응용 시나리오에서 사각핀 열 침전은 간단한 구조, 합리적인 제조 비용과 양호한 방열 성능 등 특징이 있어 엔지니어들의 각광을 받고 있다.
Comparision of different heat transfer methods
1-라디에이터 핀 설계
라디에이터는 주로 방열 확장 표면으로 주로 핀의 높이, 형태, 간격 및 기판 두께 등 매개변수를 중심으로 전개된다.
Plate fin heat sink dimensions
위의 그림에 따라 라디에이터의 확장 면적을 계산할 수 있다.
단일 핀의 면적:Af = 2L（h+t/2），
간극부위 면적:Ab=Lh,
방열 부분의 총 면적: At=nAf+(n±1) Ab(n은 핀의 수이다)
Fin sectional view
방열판의 주요 작용은 표면적을 증가시켜 열 전달 효율을 높이는 것이다. 라디에이터 핀의 간격, 두께와 높이는 라디에이터 핀의 수, 분포 및 전개 면적을 결정하는 중요한 요소이다. 위의 그림과 같이 h↑ 또는 t↓일 때 핀은 더 높고 얇고 더 조밀하여 더 큰 방열 확장 면적을 얻을 수 있다.
방열핀의 표면적이 커지면 공기와의 접촉 면적도 그에 따라 증가하여 열이 더 쉽게 방출된다. 엔지니어는 또 물결무늬 모양, 톱니 모양 등과 같이 핀의 모양을 최적화하는 방식을 통해 라디에이터의 확장 면적을 더욱 늘릴 수 있다.
방열핀의 표면적이 클수록 방열효과가 좋지만, 방열핀이 클수록 좋다고 볼 수는 없다. 자연 방열을 사용하든 강제 냉각을 사용하든 라디에이터 핀 사이의 간격은 표면을 흐르는 공기의 열교환 계수를 결정하는 중요한 요소이다.
The impact of Fin spacing and height on heat dissipation efficiency
자연 방열의 경우, 라디에이터 벽면은 표면의 온도변화로 인해 자연 대류를 일으켜 핀 벽면의 공기층(경계층)을 흐르게 되며, 핀 간격이 너무 작으면 자연 대류의 원활한 흐름을 방해한다. 강제 냉각의 경우, 핀 경계층의 두께가 압축되어 핀 사이의 간격이 상대적으로 좁아질 수는 있지만 가공 수단과 동력 요소의 구동력의 영향을 받아 너무 작아지지는 않으므로 실제 설계에서 핀의 두께와 높이의 균형은 매우 중요하다.
2-라디에이터 기판 설계
기판의 두께는 라디에이터의 효율에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 라디에이터 기판이 얇으면 열원에서 멀리 떨어진 핀에 전달되는 열 저항이 더 커서 라디에이터의 온도 분포가 고르지 않고 열 충격에 대한 저항력이 약해진다.
기판 두께를 증가시키면 온도 불균형의 문제를 개선할 수 있고 라디에이터의 열 충격 저항력을 향상시킬 수 있다. 하지만 너무 두꺼운 기판은 열이 축적되어 오히려 열전도 능력을 감소시킨다.
Heatsink working principle diagrammatic sketch
위 그림과 같이:
열원의 면적이 바닥판의 면적보다 작을 경우, 열은 중심에서 가장자리로 확산되어 확산 열 저항을 형성한다. 열원의 위치는 또한 확산 열 저항에도 영향을 미친다. 열원이 라디에이터 가장자리에 가까우면 가장자리를 통해 열이 더 쉽게 전달되어 확산 열 저항이 감소한다.
주: 확산 열 저항은 라디에이터 설계에서 열이 열원의 중심에서 가장자리로 확산되는 과정에서 발생하는 저항을 말한다. 이러한 현상은 일반적으로 열원의 면적이 바닥판의 면적과 크게 다를 때 발생하며, 열은 작은 영역에서 큰 영역으로 확산된다.
3-핀과 기판의 접합 공정
라디에이터 핀과 기판의 접합 공정은 일반적으로 양자 사이의 양호한 열 전도와 기계적 안정성을 보장하기 위해 여러 가지 방법이 있는데 주로 크게 일체 성형과 비일체 성형의 두 가지 범주로 나눈다.
일체 성형의 라디에이터는 라디에이터 핀과 라디에이터 기판이 일체화되어 있어 접촉 열 저항이 없다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 알루미늄 다이캐스팅 성형: 알루미늄 잉곳을 녹여 액상으로 만든 후 고압으로 금속 몰드에 충진하고 다이캐스팅기를 통해 직접 다이캐스팅 성형하여 라디에이터를 만들며 복잡한 모양의 라디에이터 핀을 제작할 수 있다.
l 알루미늄 압출 성형: 알루미늄 재료를 가열한 후 알루미늄 재료를 압출 실린더에 넣고 특정 압력을 가하여 특정 다이 구멍에서 흘러나오도록 하여 필요한 단면 모양과 크기의 블랭크를 얻은 다음 절단, 정밀 가공 등 추가 가공을 거친다.
l 냉간 단조 처리의 장점은 세밀한 라디에이터 핀으로 제작할 수 있어 재료의 열전도율이 높지만 비용이 상대적으로 높으며 이형 처리 능력이 알루미늄 압출보다 우수하다.
l 릴리빙 라디에이터 재질은 구리일 수 있다. 열전도율이 높고 핀이 매우 세밀하며, 핀을 기판에서 직접 커터로 삽질할 수 있어 핀의 높이가 높고 길이가 길면 응력의 영향을 받아 핀이 변형되기 쉽다.
비일체 성형, 라디에이터 핀과 라디에이터 기판을 별도로 가공한 다음 라디에이터 핀을 용접, 리벳팅, 접착 등 공정을 통해 접합시킨다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 용접식: 핀과 기판을 금속 접합제를 이용하여 용접으로 연결시키며 고온 납땜과 저온 솔더페이스트 용접이 있다.
용접 열전달 성능이 우수하다. 솔더페이스트로 Al 기판과 핀을 용접하려면 먼저 니켈 도금이 필요한데 이는 비용이 많이 들어 대형 라디에이터에는 적합하지 않는다. 납땜은 니켈 도금이 필요하지 않지만 용접 비용이 여전히 높다.
l 리벳팅식: 핀을 기판의 홈에 삽입한 후 몰드를 통해 홈을 중앙으로 압출하여 핀을 단단히 감싸서 굳게 결합된다.
리벳팅식의 장점은 열전달 성능이 우수하다. 하지만 리벳팅된 제품은 반복 사용 후 틈새 및 헐거움의 위험이 있다. 리벳팅 공정을 개선하여 신뢰성을 높일 수 있지만 그에 따라 비용이 증가하므로 리벳팅식의 탭 라디에이터는 신뢰성 요구가 높지 않은 경우에 많이 사용된다.
l 접착식: 일반적으로 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 핀과 기판을 단단히 접착하여 열 전도를 실현한다.
접착식은 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 용접에 비해 열전도율이 훨씬 낮지만 FIN이 높은 고배율, 작은 간격의 라디에이터에 적합하다. 방열 성능에 대한 요구가 높지 않은 시나리오에서 사용할 수 있다.
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
1
유체 시뮬레이션
모의 소프트웨어를 사용하여 방열판과 냉각판의 열 방출 성능 분석
1
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
1
응용 시나리오
근무 조건: 0.5-1C
설치 레이아웃:하단 액체 냉각
일반적인 애플리케이션: 36s,48s,52s,104s
특징: 좋은 냉각 효과
냉각 부하
냉매는 증발기를 통과하면서 배터리 냉각판에서 흡수한 열을 방출하고, 워터펌프의 작동으로 생성된 전기는 냉각판으로 보내져 장비에서 발생하는 열을 흡수하게 됩니다.
액체 냉각 기술 특징
액체 냉각 기술은 액체를 열 교환 매체로 사용합니다. 공기에 비해 액체는 열 운반 능력이 더 크고 흐름 저항이 낮아서 더 빠른 열 방출과 더 높은 열 방출 효율을 제공할 수 있습니다.또한, 액체 냉각 시스템은 공기 덕트 설계가 필요하지 않아 팬과 같은 기계 부품의 사용이 줄어들고, 고장률이 낮으며, 소음이 적고, 환경 친화성이 뛰어나며, 대규모 에너지에 더 적합합니다. 향후 MW급 이상의 저장발전소에서는 배터리 에너지 밀도가 높고 충방전 속도가 빠른 상황에서 널리 사용된다.
배터리 에너지 저장 시스템(BESS)
배터리 에너지 저장 시스템은 배터리를 에너지 저장 매체로 사용하는 에너지 저장 시스템입니다.기존 화석 연료와 달리 배터리 에너지 저장 시스템은 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지원을 저장했다가 필요할 때 방출하여 에너지 공급과 수요의 균형을 맞출 수 있습니다.
2
DFM 최적화 제안
생산 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 오류와 결함을 줄여 제품이 설계 요구 사항을 충족하는 품질 기준을 보장합니다.
2
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
2
응용 시나리오
근무 조건: 0.5-1C
설치 레이아웃:하단 액체 냉각
일반적인 애플리케이션: 36s,48s,52s,104s
특징: 좋은 냉각 효과
냉매 냉동
장치가 작동하는 동안 증발기(판형 열교환기)는 냉매의 증발을 통해 냉매 순환 시스템에서 열을 흡수하고, 냉매의 응축으로 인해 주변 공기 환경으로 열이 방출됩니다.응축된 냉매는 팽창밸브를 거쳐 증발기로 돌아가며 사이클 테스트 과정을 반복합니다.
액체 냉각 시스템이 점점 인기를 얻고 있는 이유는 무엇입니까?
•배터리 팩 온도가 더 낮습니다. 입구 온도와 극한 풍속 및 유량이 동일할 때 액체 냉각을 사용하면 온도를 더 낮출 수 있으며 배터리 팩의 최대 온도는 공기 온도보다 섭씨 3~5도 낮습니다. 냉각;
•낮은 작동 에너지 소비: 동일한 평균 배터리 온도를 달성하기 위해 공랭에 필요한 작동 에너지 소비는 액체 냉각의 약 3~4배입니다.
•배터리 열 폭주 위험이 낮음: 액체 냉각 솔루션은 냉각 매체의 대량 흐름에 의존하여 배터리 팩이 열을 소산하고 배터리 모듈 간에 열 재분배를 실현하여 지속적인 열 폭주 악화를 신속하게 억제하고 위험을 줄일 수 있습니다. 가출의;
•투자 비용 절감: 액체 냉각 시스템은 배터리가 쾌적한 온도에서 작동하도록 보장하기가 더 쉽기 때문에 전체 수명 주기 측면에서 액체 냉각 시스템에 비해 배터리 수명을 20% 이상 연장할 수 있습니다. 냉각 투자가 적습니다.
기술 및 비즈니스 동향
소스 그리드 측 에너지 저장 발전소 및 오프 그리드 에너지 저장 시나리오에서 대용량, 고전력 및 고에너지 밀도 에너지 저장 시스템에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 액체 냉각식 배터리 에너지 저장 시스템이 업계의 주류 솔루션이 되었습니다.또한, ROI 및 상환 기간에 대한 고객의 우려로 인해 높은 충방전율 배터리 에너지 저장 시스템(BESS) 개발 추세가 더욱 가속화되었습니다.
더 큰 용량, 더 높은 전력 밀도, 높은 충전 및 방전 속도는 시스템 열 폭주 위험을 증가시킵니다. 따라서 에너지 저장 열 관리에 대한 수요도 증가하고 있으므로 에너지 저장 열 관리의 열 교환 효율도 더욱 높아져야 합니다. 개선되었습니다.
3
응용 시나리오
근무 조건: 0.5-1C
설치 레이아웃:하단 액체 냉각
일반적인 애플리케이션: 36s,48s,52s,104s
특징: 좋은 냉각 효과
3
제품 테스트
우리는 고객의 요구를 충족시키기 위해 맞춤형 테스트 프로그램을 제공합니다.
3
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
수소연료전지차 냉각시스템 개요
종이 개요:양성자 교환막 연료전지(PEMFC)라고도 알려진 수소 연료전지는 고효율, 배출가스 제로, 오염 제로라는 장점으로 인해 전기자동차 충전소, 자동차 및 기타 발전 시설에 널리 사용됩니다.수소연료전지차는 운행 중 기존 연료전지차에 비해 3~5배 더 많은 열을 방출한다.본 글에서는 수소연료전지의 방열 관련 최신 기술을 간략하게 소개한다.
1-수소 연료전지의 작동 원리
수소 연료전지는 작동 중에 많은 열을 방출하며, 그 중 전기화학 반응 열이 약 55%, 비가역 전기화학 반응 열이 약 35%, 쥴 열이 약 10%, 응축 열 및 기타 다양한 열 손실이 약 5%를 차지합니다.수소 연료전지가 생성하는 열량은 그들이 생성하는 전기 에너지와 거의 같습니다.시간 내에 방전되지 않으면 배터리 내부 온도가 크게 상승하여 수명에 영향을 미칩니다.
PEM 반응 원리
2-수소 연료 전지 냉각
연료 구동 자동차에 비해 수소 연료 전지 자동차는 더 높은 발열량과 더 복잡한 시스템을 가지고 있습니다.동시에 수소 연료 전지의 작동 온도 제한으로 인해 수소 연료 전지와 외부의 온도 차이가 적어 냉각 시스템의 열 방출이 더욱 어렵습니다.수소 연료 전지의 작동 온도는 유체 흐름 저항, 촉매 활성, 스택 효율 및 안정성에 큰 영향을 미치므로 효율적인 냉각 시스템이 필요합니다.
액체 냉각 기술은 현재 수소 연료 전지가 자동차에 적용되는 주요 기술입니다.시스템 압력 강하를 줄여서 워터 펌프의 전력 소비를 낮추고, 최소한의 전력 소비로 수소 연료 전지에서 과도한 열을 제거하며, 순환 작동 유체의 흐름 분포를 최적화하여 내부 온도 차이를 줄이고 연료 전지의 온도 분포 균일성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
수소 연료 전지에서 발생하는 열의 90%는 열전도와 대류를 통해 냉각 시스템에 의해 제거되며, 나머지 10%의 열은 복사를 통해 외부 환경으로 분산됩니다.전통적인 냉각 방식에는 공기 냉각, 액체 냉각, 그리고 상변화 냉각이 포함됩니다.
3-PEMFC 시스템의 열전달
3.1배터리 스택 냉각
PEMFC 내부에서 발생한 열은 PEMFC 내부의 다양한 구성 요소와 외부 환경 간에 전달됩니다. 연료 전지 스택 내부의 열 전달은 각 부품의 열 저항과 부품 간의 접촉 열 저항에 주로 의존합니다. 기체 확산층은 주요 발열 부품(막 전극)과 주요 열 방출 부품(양극판)을 연결하는 "다리" 역할을 하기 때문에, 이 열 저항과 다른 부품과의 접촉 열 저항의 크기는 PEMFC 내부의 열 전달 성능에 중요한 영향을 미칩니다.또한, 서로 다른 부품 간의 접촉 열 저항은 연료 전지 스택의 내부 열 전달에 중대한 영향을 미칩니다.
3.2냉각수 열전달
연료 전지의 냉각 방법에는 공기 냉각, 액체 냉각, 상변화 냉각이 포함됩니다.
냉각제의 열 전달에 영향을 미치는 요소로는 PEMFC 스택의 끝단, 냉각제 자체, 및 열 교환기가 있습니다. 냉각제는 PEMFC 스택 끝단의 양극판과 직접 접촉하기 때문에 냉각제 흐름 경로의 구조가 열 전달에 중요한 영향을 미칩니다. 또한, 냉각제 자체의 특성도 관련 열 전달 과정에 영향을 미칩니다.사용 가능한 공간이 부족하다는 점을 고려할 때, 열용량이 더 큰 냉각제를 선택하면 열 교환기의 크기를 줄이고 PEMFC의 열 관리 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 새로운 고효율 냉각제에 대한 수요가 점점 더 뚜렷해지고 있습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
열 설계 과제 및 방열판 가공 및 제조
전자 장비의 소형화 추세는 날로 높아지고 있으며, 더 많은 기능, 더 높은 성능에 대한 수요는 각 패키지 수준의 폼 팩터 축소를 더욱 추진하여 전력 밀도가 급속히 상승하고 있습니다.
칩 패키징 프로세스 및 TDP
설비의 소형화는 비용 절감에서 비롯된 것으로, 열 솔루션은 제품의 중량, 부피, 비용을 직접 증가시키고 기능적 이점은 없지만 제품의 신뢰성을 제공합니다.부품 온도를 정해진 범위 내에서 통제하는 것은 설계 수용 정도를 결정하는 통행기준이므로 효과적인 냉각은 전자 제품의 안정적인 운영과 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.
한편, 설비를 소형화한 결과, 설계 여유는 점점 줄어들고, 과잉 설계에 대한 관용은 갈수록 낮아지고 있다.한편 소형화의 전반적인 추세는 점점 복잡해지고 복잡한 기하학 모델을 만들어 제품의 기계 성분과 전자 성분의 긴밀한 통합을 심화시켰다. 그 결과, 흐름 공간이 크게 압축되어 대류 가열 범위가 제한되고 열 설계의 핵심 소재인 방열판의 구조가 더 복잡해집니다.
히트싱크는 전자장비의 열 설계에서 가장 일반적으로 사용되는 열 강화 구성품입니다. 강화 원리는 열교환 면적을 늘리는 것이며, 일반적으로 열원의 열흐름 밀도, 열 구성품의 온도 요구 사항, 제품 내부 공간 크기, 히트싱크 설치 및 외관 디자인 등의 요구 사항을 고려합니다.
방열판의 성능은 재질, 기하학적 치수, 바닥 평탄도, 열 저항, 표면 처리, 설치 및 고정 방법, 작업 환경 온도 및 습도를 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.
1.방열판 소재
방열판의 재료는 주로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 철 등입니다.알루미늄은 자연계에서 가장 풍부한 금속 원소로, 가볍고 부식성이 강하며 열전도율이 높아 라디에이터의 원료로 적합하다.알루미늄에 약간의 금속을 추가하여 알루미늄 합금을 형성하면 재료의 경도를 크게 높일 수 있다.흑연은 금속 재질의 전도성, 열전도성을 가지고 있으며, 동시에 유기 플라스틱과 같은 가소성을 가지고 있어 전자 통신 조명 등의 분야에서 더욱 응용된다.
2. 히트싱크 제조 공정
히트싱크의 주요 가공기술로는 CNC, 알루미늄 압출, 스키빙, 핀 삽입 등이 있습니다.
알루미늄 압출: 알루미늄 압출 방열판은 알루미늄 잉곳을 약 460℃로 가열한 후, 반고체 알루미늄을 고압 하에서 홈이 있는 압출 다이를 통해 흐르게 하여 방열판의 초기 모양을 압출한 후 절단하고 추가 가공하여 제작됩니다.알루미늄 압착 공정은 라디에이터의 평탄도 등의 치수 요구 사항을 정확하게 보장할 수 없으므로 일반적으로 후기에는 추가 가공이 필요합니다.
스키빙: 스키빙은 특정 각도로 긴 판금(일반적으로 알루미늄 합금 또는 구리 합금) 스트립을 절단하여 재료를 조각으로 자르고 곧게 펴서 직선 핀 구조를 형성함으로써 이루어집니다. 스키빙의 장점은 핀 밀도가 더 높고 핀 높이 곱셈 비율이 더 큰 방열판을 처리할 수 있다는 것입니다.
인서트 핀: 인서트 핀 방열판의 가공은 핀을 방열판 베이스 플레이트에 삽입하고 접착 용접, 브레이징 또는 압출을 통해 핀을 베이스에 연결하여 이루어집니다. 핀과 방열판 베이스의 조합은 매우 중요합니다. 올바르게 처리하지 않으면 특정 접촉 열 저항이 형성되어 인서트 핀 방열판의 방열 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
3.히트싱크 표면처리
알루미늄 합금은 공기 중에서 쉽게 산화되지만(산화알루미늄 피막 형성) 이러한 자연 산화층은 치밀하지 않고 내식성이 약하며 미관, 내식성, 방열 성능 향상 등의 요구 사항에 따라 오염되기 쉽습니다. , 금속 라디에이터에는 표면 처리가 필요합니다. 일반적인 표면 처리 공정에는 양극 처리, 샌드 블라스팅, 화학적 니켈 도금 및 베이킹 페인트 등이 포함됩니다.
양극산화: 양극산화의 원리는 본질적으로 물 전기 분해입니다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 유전체 용액에 양극으로 넣습니다. 전기 분해를 통해 표면에 알루미늄 산화막을 형성하는 공정을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 양극산화라고 합니다. 양극산화 후 방열판의 표면 방사율이 증가하고 열 복사의 방열 용량이 향상됩니다. 양극산화는 알루미늄/알루미늄 합금의 색상을 유지하거나 변경할 수 있습니다. 대부분의 방열판은 검은색 양극산화를 사용합니다.
샌드블라스팅: 샌드블라스팅은 압축 공기를 동력으로 사용하고 고속 모래 흐름의 충격을 사용하여 라디에이터 표면을 청소하고 거칠게 만드는 공정을 말합니다. 이 공정은 표면에 대한 충격과 절단 작용을 통해 방열판 표면의 녹과 같은 모든 먼지를 제거할 뿐만 아니라 제품 표면에 균일한 금속 광택을 보이게 할 수 있습니다.
화학 니켈 도금: 화학 니켈 도금은 수용액에서 물체 표면에 니켈 합금을 증착하는 공정입니다. 이 도금의 특징은 표면 경도가 높고, 내마모성이 좋으며, 도금이 균일하고 아름다우며, 내식성이 강합니다. 구리와 알루미늄은 직접 용접할 수 없기 때문에 납땜과 같은 공정을 사용하여 용접하기 전에 둘 다 화학 니켈로 도금해야 합니다.
페인트 베이킹: 페인트 베이킹은 고온(280℃~400℃)에서 방열판 표면에 테프론이라는 고성능 특수 코팅을 추가하는 공정으로, 방열판 표면을 끈적거리지 않고, 내열성, 내습성, 내마모성, 내식성으로 만듭니다. 페인트 베이킹은 기존의 페인팅 공정과 비교하여 미관과 열전도성 모두에서 장점이 있습니다. 그러나 히트파이프 방열판은 고온으로 인해 팽창 및 변형되기 쉽기 때문에 베이킹 시 저온 페인트 베이킹이 필요합니다.
처리해야 할 전력이 계속 증가함에 따라 히트싱크는 히트 파이프, 핀 등의 장치와 결합되어 더욱 고성능의 냉각 모듈을 형성하기 시작했으며, 방열 효율이 더 높은 수냉식 히트싱크가 등장했습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
신에너지 자동차 전자제어 시스템에 IGBT를 적용하고 방열기술
개요: 신에너지 자동차의 전자 제어 시스템의 주요 가열 장치는 인버터이며, 그 기능은 배터리의 DC 전원을 모터를 구동할 수 있는 AC 전원으로 변환하는 것입니다.이 과정에서 인버터의 IBGT에서 많은 열이 발생합니다.이러한 장치의 방열 문제를 해결하기 위해 이 기사에서는 인버터의 작동 원리와 고급 액체 냉각 기술을 소개합니다.
1-신에너지 차량 전자 제어 시스템에 IGBT 적용
전자제어시스템은 신에너지 자동차의 배터리와 구동모터를 연결하는 전기에너지 변환장치로서 모터 구동 및 제어의 핵심입니다.인버터는 고전압 배터리와 모터 전원을 연결하여 서로 변환하는 장치로 DC 전원(배터리, 축전지)을 고정 주파수 및 정전압 또는 주파수 조정 및 전압으로 변환하는 역할을 담당하는 변환기입니다. - 규제된 교류(일반적으로 220V, 50Hz 사인파)로 신에너지 차량의 전기 에너지 변환을 보장합니다.
전자 제어 시스템의 단순화된 다이어그램
인버터의 IGBT 전원 모듈은 이 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 에너지 변환 과정에서 IGBT는 많은 열을 발생시키므로 IGBT의 온도가 150°C를 초과하면 IGBT가 작동하지 않으므로 공기 냉각이 이루어집니다. 또는 공냉식 냉각 장비가 필요합니다.IGBT 작동의 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 되었습니다.
인버터 작동 원리
전자 제어 시스템 외에도 IGBT는 온보드 에어컨 제어 시스템 및 신에너지 차량의 충전 파일 시스템에도 널리 사용됩니다.
전기 자동차, 충전 파일 및 기타 장비의 핵심 기술 구성 요소입니다.IGBT 모듈은 전기차 원가의 약 10%, 충전 파일 원가의 약 20%를 차지하며, 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 됐다.
2-IGBT 액체 냉각 기술
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
에너지 저장 배터리 팩 냉각 성능 시뮬레이션 및 액체 냉각판 흐름 채널 최적화
1-서론
전력망 프로세스의 균형을 맞추고 새로운 에너지의 활용률을 향상시키는 중요한 역할로 인해 에너지 저장 시스템은 세계 에너지의 개발과 변화를 촉진하는 선도적인 힘이 되었습니다.
전기화학적 에너지 저장기술이 성숙하고, 건설 기간이 짧으며, 다양한 애플리케이션 요구에 따라 전력과 에너지를 유연하게 구성할 수 있고, 충전 및 방전 응답 속도가 빠르고, 다양한 경우에 사용할 수 있습니다.
에너지 저장 시스템의 충전 및 방전 과정에서 열이 발생하며, 방열이 좋지 않으면 배터리 온도가 너무 높거나 배터리 온도 차이가 커져 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.심각한 경우 열폭주 등 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
본 글은 실제 프로젝트를 기반으로 배터리 팩의 실제 크기에 따른 열유체 시뮬레이션 모델을 구축하고 전체 냉각 시스템의 압력, 속도, 온도 분포를 자세히 분석하고 시스템 열부하 상황을 파악합니다. , 이는 배터리 팩의 액체 냉각판 흐름입니다. Road Design은 구조적 최적화 제안을 제공합니다.
2-프로젝트 개요
2.1환경 정보
2.2열원 장치 사양 정보:
2.3열전도성 실리콘
3-방열 모델
배터리 팩은 72개의 280AH 셀과 액체 냉각판으로 구성된 액체 냉각을 사용하여 열을 발산합니다.액체 냉각판의 크기는 길이 1570mm, 너비 960mm, 높이 42mm, 내부 흐름 채널 24개입니다.배터리 팩 방열 모델은 다음과 같습니다.
냉각 시스템 모델
4-8L/min의 물 유입 조건에서의 시뮬레이션 결과
배터리 코어의 온도 분포는 18.38~28.77°C이며, 그중 최고 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 21.46~26.37°C이고, 최저 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 18.76~28.77°C입니다. 26.37°C그림 (a):
그림 (b)에 표시된 것처럼 액체 냉각판의 온도 분포는 18.00-21.99℃입니다.
(b) 수냉판 온도 프로파일
흐름 저항은 약 17KPa 이고, 수냉판 압력 단면은 그림 (C), 수냉판 속도 단면은 그림 (D):
(c) 액체 냉각 판 압력 프로파일
(d) 액체 냉각판 속도 프로파일
5-결론
이 솔루션에서 전체 온도는 18.38~28.77℃이고, 가장 높은 배터리 코어와 가장 낮은 배터리 코어 사이의 온도 차이는 2.4℃이며, 액체 냉각판의 전체 온도는 18.00~21.99℃ 사이입니다. 온도 균일성은 여전히 필요합니다. 최적화되고 고온 영역이 많습니다.
수냉식 판의 압력과 속도 프로파일을 비교해 보면, 수냉식 판의 고온 영역은 주로 압력과 속도가 낮은 영역에 분포되어 있음을 알 수 있습니다.배터리 셀의 레이아웃 위치와 결합하여 액체 냉각판의 폭 여유가 크다는 것을 알 수 있습니다. 액체 냉각판의 가장 바깥쪽 흐름 채널 두 개를 차단하거나 액체의 폭을 적절하게 줄이는 것이 좋습니다. 더 나은 방열 효과를 달성하기 위해 냉각판.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
전원 배터리 열 발산 개요
자동차와 배터리 저장은 빠른 발전 기회를 얻었습니다.
핵심 구성 요소인 전원은 화학적 전원이며 온도에 매우 민감하기 때문에 적절한 온도 환경에서 작동해야 합니다.파워 배터리의 충전 및 방전 과정에서 내부 임피던스로 인해 많은 양의 열이 발생합니다.또한, 배터리 팩은 비교적 밀폐된 환경에 있습니다.열 축적을 촉진하고 온도를 높이며 심지어 열 폭주를 유발합니다.따라서 효율적이고 안전한 전원 배터리 냉각 시스템이 특히 중요해졌습니다.
현재 배터리 냉각 솔루션에는 공냉식, 액체 냉각식, 직접 냉매식 냉각이라는 세 가지가 있습니다.
구조가 상대적으로 간단하고 비용이 낮아 배터리 용량이 작고 열 방출 압력이 낮은 상황에 적합합니다.
실제 사용 측면에서 액체 매질은 열 전달 계수가 높고 열용량이 크며 냉각 속도가 빠르므로 배터리 온도의 균일성을 향상시키는 데 더 나은 효과가 있습니다.액체 냉각 솔루션은 현재 주류 솔루션입니다.
냉매 직접 냉각 기술은 배터리 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있지만, 배터리 증발기의 균일한 온도 설계는 기술적 난제입니다.일반적으로 배터리 시스템 내에서 배터리 셀 간의 온도 차이는 5℃를 넘지 않아야 합니다 (냉각 조건 및 가열 조건 포함).현재 냉매 직접 냉각은 업계에서 주류 설계 솔루션이 되지 않았습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
EV용 배터리 팩 쉘의 설계 및 개발 분석
현재 신에너지 자동차 개발의 3대 중점인 안전성, 경량화, 신뢰성은 배터리 팩과 밀접하게 연관되어 있으며, 배터리 케이스는 배터리 시스템의 하중을 지탱하는 부품으로, 충돌 및 에너지 소비에 영향을 미칩니다. 배터리 팩은 물론 차량 전체에도 큰 영향을 미칩니다.
신에너지 자동차 배터리 팩 구조
1.배터리 팩 안전
신에너지 차량의 3전기 시스템의 핵심 구성 요소인 배터리 팩은 신에너지 차량의 주요 성능 지표에 직접적인 영향을 미치며, 배터리 팩의 안전성이 차량 전체의 신뢰성을 결정하는 경우가 많습니다.신에너지 자동차 배터리 팩은 충돌 시 큰 안전 위험을 초래합니다. 충돌 변형으로 인해 내부 배터리 모듈이 단락, 개방, 빈번한 가열, 폭발 등을 일으키고 배터리 팩 쉘의 충돌 방지 성능이 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리 모듈의 섹스.
배터리 팩 안전 설계의 핵심은 충돌 시 배터리 팩의 손상 정도를 줄이는 것입니다. 따라서 차량의 충돌력 전달 경로를 최적화하고 배터리 팩 쉘의 보호 효과를 향상시키는 것이 설계의 핵심입니다.현재 시뮬레이션 기술은 배터리 팩 시뮬레이션 모델을 구축함으로써 충돌, 돌출, 충격, 낙하 등의 작업 조건에서 고장 모드를 예측하고 배터리 팩 쉘 구조 및 부품 크기를 체계적으로 최적화하여 다중 작업을 수행할 수 있습니다. -객관적인 배터리 팩 안전 평가를 최적화하여 보안을 강화했습니다.
2.경량 배터리 팩
고장력강, 초고강도강, 알루미늄합금, 복합재료의 적용은 신에너지 자동차의 경량화를 달성하기 위한 필수 연결고리입니다.
배터리 팩의 상부 케이스는 보호 및 지지용으로 사용되지 않고 밀봉 및 방진 용도로만 사용되기 때문에 상부 케이스는 주로 철판, 알루미늄 합금, 복합재료로 제작된다.배터리 팩의 하부 케이스는 주로 배터리 전체 질량을 운반하고 외부 충격에 저항하며 배터리 시스템의 배터리 모듈을 보호하는 역할을 합니다.배터리 팩 하부 케이스의 주요 준비 공정에는 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형, 스탬핑 알루미늄 플레이트 + 용접 성형, 다이캐스트 알루미늄 + 주조 성형이 포함됩니다.현재 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형은 스탬핑 알루미늄 하부 케이싱보다 준비가 덜 어렵고 다이캐스트 알루미늄 하부 케이싱보다 성형 크기가 크기 때문에 국내 기업에서 일반적으로 사용하는 하부 케이싱 제조 솔루션입니다.
Battery Tray( Lower shell of battery pack)
신에너지 자동차 배터리 팩과 섀시는 서로 많이 겹치는 영역에 있기 때문에 섀시와 배터리 팩 구조의 통합과 최적화는 신에너지 자동차의 경량화를 위해 매우 중요합니다.
CTP 기술은 일반적으로 셀에서 모듈로 배터리 팩을 조립한 다음 중간 모듈 링크를 생략하고 모듈을 배터리 팩에 설치하고 셀을 배터리 팩에 직접 통합합니다. 차량의 구조적 구성요소. 차체 바닥 아래.CTP 기술은 배터리 팩의 공간 활용도와 에너지 밀도는 물론 배터리 팩의 전반적인 강성을 효과적으로 향상시킵니다.
CTC 기술은 CTP 기술의 고급 버전으로, 배터리 셀이 바닥 프레임에 직접 통합되어 있으며, 배터리 팩 쉘이 배터리 팩 상부 커버에 직접 연결되어 있습니다. 활용률은 63%에 이른다.
CTB 기술은 CTC를 개량한 버전으로, 빔 구조와 시트 지지부를 그대로 유지하고, 하단 플레이트 일부만 배터리 팩 상부 커버로 교체해 공간 활용도를 66%로 높였으며, 차체 구조는 더욱 개선됐다. 더욱 완벽하고 안전해졌습니다.
배터리 팩 조립 모드
3.배터리 팩 신뢰성
배터리 팩 쉘의 서비스부터 피로 파손까지의 전체 과정은 다음과 같습니다. 반복 하중이 작용하면 쉘 표면에 미세한 균열이 나타나기 시작하고 국부적인 미세 피로 균열이 점차 확대되어 결국 부품에 순간적인 균열이 발생합니다. 골절 실패.특히, 배터리 팩 케이스의 연결 조인트는 피로 불량률이 높은 부위입니다.배터리 팩 쉘의 실험적 시뮬레이션과 최적화는 배터리 팩의 신뢰성 설계를 향상시키는 일반적인 방법이 되었습니다.
업계 요구 사항에 따라 배터리 팩 쉘의 밀봉은 IP6K7 수준에 도달해야 하며 일부 회사에서는 IP6K9K 수준에 도달해야 합니다.배터리 팩 쉘의 밀봉 길이는 일반적으로 최대 수 미터로 길고 밀봉 설계 구조가 작기 때문에 밀봉 성능에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
1-마찰 교반 용접 (FSW) 의 기본 원리
고속 회전 교반 헤드가 공작물에 삽입된 후 용접 방향을 따라 이동합니다.믹싱 헤드와 공작물 사이의 접촉 영역은 마찰을 통해 열을 발생시키며, 이는 믹싱 니들의 움직임으로 인해 주변 금속의 가소성을 약화시키고, 믹싱 니들 뒤의 캐비티를 채우는 금속층을 연화시킵니다.
현재 마찰 교반 용접은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 티타늄 및 기타 매체 또는 이종 재료의 연결에 주로 사용됩니다.
2-마찰 교반 용접 (FSW)
용접 시작 시: 고속 회전 숄더와 바늘 모양의 돌기가 있는 교반 도구를 용접할 부품의 용접 부위에 놓습니다.샤프트 숄더를 동시에 사용하면 플라스틱 상태에서 재료가 넘치지 않도록 할 수 있습니다.
용접 공정 중: 교반 헤드와 용접 재료 사이의 마찰 저항으로 인해 마찰열이 발생하여 재료가 부드러워지고 소성 변형이 발생하여 소성 변형 에너지가 방출됩니다.믹싱 헤드가 용접할 인터페이스를 따라 전진하면 열가소성 재료가 믹싱 헤드의 전면에서 후면으로 이동하고 믹싱 헤드 숄더의 단조 작용에 따라 공작물 간의 고상 연결이 이루어집니다.
용접이 끝날 때:머리를 저어서 부품을 돌려라
마찰 교반 용접 공정
3-기술 및 특징
작은 변형: 재료를 녹일 필요가 없으며 열 입력이 낮고 변형이 최소화됩니다.
적응력이 강하다:환경 온습도의 영향을 받지 않고 적응성이 강하다.
우수한 성능:용접 영역은 기포나 수축 결함 없이 촘촘한 단조 구조를 형성합니다.
환경 및 안전:용접 공정은 아크, 연기, 스플래시 등을 생성하지 않으며 안전, 녹색, 친환경적입니다.
마찰교반용접 접합부의 강도 시험
마찰 교반 용접은 일반 용접 시나리오에 비해 다음과 같은 뛰어난 장점을 가지고 있습니다:
솔리드 용접 기술에 속하며 용접 과정에서 용접 재료가 녹지 않습니다.
용접 조인트의 품질이 좋고 용접은 세밀한 단조 구조를 가지며 기공, 균열 및 슬래그 함유물과 같은 결함이 없습니다.
용접 위치에 관계없이 다양한 형태의 접합 용접을 수행할 수 있습니다.
용접 효율이 높아 0.4-100mm 두께 범위 내에서 단방향 용접 성형을 수행할 수 있습니다.
용접 부위의 잔여 응력이 낮고 변형이 적어 고정밀 용접을 할 수 있습니다.
조인트 강도, 피로 성능, 충격 인성이 좋습니다.
용접 비용이 낮고, 용접 공정 소비가 없고, 용접사가 가스를 채우고 보호할 필요가 없습니다.
용접 작업은 간단하고 자동 용접을 구현하기 쉽습니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
알루미늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 열 안정성, 내식성 및 열 전도성, 비자성, 성형 용이성 및 높은 재활용 가치 등의 장점을 갖고 있어 배터리 팩의 경량 설계에 이상적인 소재입니다.
현재, 알루미늄 합금 배터리 트레이와 플라스틱 상단 커버 솔루션은 놀라울 정도로 경량화된 효과를 가지고 있어 많은 자동차 제조업체에서 채택하고 있습니다.배터리 트레이는 알루미늄 압출 프로파일 + 교반 마찰 용접 + MIG 용접 솔루션을 채택하여 종합적인 적용 비용이 낮고 성능 요구 사항을 충족하며 수냉식 배터리 순환 수로의 통합을 실현할 수 있습니다.
일반적인 배터리 트레이는 주로 다음 그림과 같이 6 시리즈 압출 강재를 사용하여 함께 용접되는 알루미늄 합금 프레임과 알루미늄 합금 강판으로 구성됩니다.
알루미늄 합금 배터리 트레이
단면 구조 및 재료: 프레임과 바닥 판은 알루미늄 합금 압출 프로파일로 만들어집니다. 재료는 일반적으로 6061-T6(항복 강도 240MPa, 인장 강도 260MPa), 6005A-T6(항복 강도 215MPa, 인장 강도)입니다. 255MPa)) 및 6063-T6(항복 특성 170MPa, 인장 용량 215MPa).섹션 복잡성, 비용, 도구 소비 등의 요소를 기반으로 어떤 특정 브랜드를 선택할지 고려하세요.
기술적 어려움:
프레임과 후면판은 배터리 모듈의 전달체로 강도에 대한 요구가 높다.따라서 강도를 보장하기 위해 일반적으로 구멍이 있는 이중 횡단면을 선택합니다.후면판의 두께는 일반적으로 10mm 정도이고 벽 두께는 2mm 입니다.단층 알루미늄 판은 사용이 적다.
프레임의 일반적인 횡단면은 6061-T6 재질로 만들어진 여러 개의 구멍으로 구성되며 가장 얇은 벽 두께는 2mm 입니다.
후면판의 일반적인 횡단면은 주로 배터리 모듈을 설치하는 데 사용되는 위쪽 돌출부를 포함하여 여러 개의 구멍으로 구성됩니다.단면 크기가 크고 두께가 2mm 에 불과하며 재료는 일반적으로 6005A-T6 을 사용합니다.
강 쉐이프 단면
솔루션:
후면판과 후면판, 후면판과 프레임은 주로 마찰 용접을 저어서 연결됩니다.용접 강도는 기판의 약 80% 에 도달 할 수 있습니다.
후면판 강재는 마찰 교반 용접 조인트를 사용하고, 후면판 사이에는 양면 접합 용접을 사용합니다.양면 용접 강도가 높고 변형이 작다.
프레임과 바닥 사이에 양면 마찰 교반 용접 조인트가 형성됩니다.교반 헤드를위한 충분한 공간을 확보하기 위해서는 프레임과 교반 헤드 사이의 간섭을 방지하고 프레임 프로파일의 크기와 압출의 어려움을 증가시키지 않도록 프레임과 백플레인 사이의 확장 길이가 충분히 길어야합니다.그러나 양면 용접은 강도가 높고 변형이 작은 특성이 있으며 이는 주요 장점이기도 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
알루미늄 압출 가이드
최근 몇 년 동안, 제품 제조와 설계에서 알루미늄 압출에 대한 수요가 끊임없이 증가하고 있다.이로 인해 전문적이고 신뢰할 수 있는 알루미늄 압출 제조업체에 대한 수요가 증가했습니다.이 제조 공정에 대해 모른다면 올바른 위치에 있습니다.이 기사에서는 알루미늄 압출에 대해 자세히 논의할 것입니다.
알루미늄 압출 가이드
1-알루미늄 압출이란 무엇입니까?
특정 횡단면 프로파일을 사용하면서 알루미늄 재질이 금형을 통과하도록 하는 프로세스입니다.제조업체는 강력한 펀치를 사용하여 금형에서 알루미늄을 짜냅니다.
강한 압력으로 인해 알루미늄이 금형 개구부에서 나옵니다.알루미늄이 금형 전면으로 나오면 금형과 동일한 형상을 가지게 됩니다.그런 다음 지그가 알루미늄을 꺼냅니다.알루미늄 압출 공정은 특히 기본 수준에서 이해하기 쉽습니다.
금형 전면을 통해 알루미늄을 밀어내는 힘과 재료를 꺼내기 위해 튜브를 쥐어짜는 힘을 연관시킬 수 있습니다.튜브에 압력을 가하면 튜브 내부의 재료가 튜브 입구와 동일한 모양을 갖게 됩니다.
따라서 이는 알루미늄의 모양이 금형의 개구부에 따라 달라짐을 의미합니다.원형의 경우 둥근 개구부가 필요하고, 정사각형, 정사각형 개구부 등이 필요합니다.
2-압출할 모양
돌출된 모양을 세 가지 범주로 정렬할 수 있습니다.
a. 단단한
솔리드 모양에는 닫힌 개구부나 빈 공간이 없습니다.각도, 빔 또는 막대는 이 특정 범주에 속하는 일반적인 예입니다.
b.구멍
Hollow에는 일반적으로 하나 이상의 간격이 있습니다.예를 들어 직사각형 또는 정사각형 튜브입니다.
c. 반중공
이러한 모양에는 부분적으로 둘러싸인 보이드가 있는 경우가 많습니다.예를 들어 간격이 좁은 "C" 채널입니다.
3- 알루미늄 압출 공정
압출은 에너지, 항공우주, 전자, 자동차, 건설 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.여러 압출 공정을 사용하면 매우 복잡한 모양도 얻을 수 있습니다.
아래에서는 알루미늄 압출 공정을 10단계로 설명합니다.
1단계:압출 다이 준비 및 이동
첫째, 알루미늄 압출 제조업체는 H13 강철을 사용하여 원형 금형을 가공합니다.
물론 일부 제조업체는 이미 원하는 모양을 갖추고 있습니다.이 경우에는 창고에서 꺼내기만 하면 됩니다.
금형은 섭씨 450~500도 사이에서 예열되어야 합니다.이는 금형의 수명을 극대화하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 금속 흐름도 균일하게 보장합니다.금형이 예열되면 압출기에 넣을 수 있습니다.
2단계:압출 전 알루미늄 잉곳 가열
다음 단계는 알루미늄 빌렛을 가열하는 것입니다.기본적으로 알루미늄 합금의 원통형 고체 블록입니다.제조업체는 알루미늄 합금 재료의 긴 로그에서 블랭크를 추출합니다.예열을 위해 오븐에 넣어야 합니다.온도는 섭씨 400도에서 500도 사이여야 합니다.
빌렛을 가열해도 완전히 녹지는 않습니다.그러나 압출 중에 항복할 만큼 충분히 연성을 갖게 됩니다.
3단계:압출을 빌렛 프레스로 옮기다
블랭크를 원하는 대로 가열하면 기계적으로 압출기로 옮겨집니다.그러나 블랭크에 이형제나 윤활제를 도포하는 것이 중요합니다.이 단계는 블랭크를 프레스에 로드하기 전에 수행되어야 합니다.
또한 압출 펀치에 동일한 이형제를 적용하는 것이 중요합니다.이렇게 하면 펀치와 블랭크가 서로 달라붙지 않게 됩니다.
4단계:블랭크를 용기에 밀어 넣습니다.
블랭크를 압출기로 옮긴 후 압력을 가할 차례입니다.펀치는 단조 가능한 블랭크에 약 수백, 수천, 심지어 수만 톤의 압력을 가합니다.압력을 가하면 블랭크가 압출기의 용기에 강제로 들어가게 됩니다.
이 물질은 팽창하여 점차적으로 용기의 벽을 채웁니다.
5단계: 압출된 재료가 금형에서 나옵니다
재료가 용기를 채운 후에도 플런저는 여전히 압력을 가하고 있습니다.이는 재료가 이제 압출 다이 위로 밀려나는 것을 의미합니다.지속적인 압력으로 인해 알루미늄 소재가 금형 입구를 통과하게 됩니다.
금형 개구부에서 나오면 금형 개구부와 동일한 모양을 갖습니다.이는 지금까지 원하는 모양을 얻었음을 의미합니다.
6단계:담금질 및 노화
풀러는 압출물이 다이 전면에서 나올 때 이를 잡습니다.그러면 이 풀러는 점프 테이블과 함께 이를 안내하는 역할을 담당합니다.테이블의 속도는 나오는 압출기의 속도와 일치합니다.
지그가 움직이면 프로파일이 담금질됩니다.견고함을 유지하려면 균일하게 냉각되어야 합니다.공기 냉각 또는 냉수 냉각을 위해 팬을 사용할 수 있습니다.
7단계:압출 절단
압출이 테이블 전체 길이에 도달한 후에는 아직 압출 공정에서 이를 잘라낼 시간이 아닙니다.이를 위해 제조업체는 뜨거운 톱을 사용합니다.톱은 압출 공정에서 특정 압출을 분리합니다.
참고: 온도는 압출 공정에서 매우 중요한 측면입니다.압출 공정의 모든 단계에서 이를 면밀히 확인해야 합니다.
압출물이 프레스에서 나온 후 급냉하더라도 완전히 냉각되는 데는 여전히 시간이 걸립니다.
8단계:실온에서 압출 냉각
절단이 완료되면 압출물을 냉각 테이블로 옮깁니다.이 과정은 일반적으로 기계적으로 수행됩니다.이제 제조업체는 프로필을 다른 곳으로 옮기기 전에 프로필이 실온에 도달할 때까지 기다립니다.
식힌 후에 펴는 것이 중요합니다.
9단계:스트레칭을 들것으로 옮기기
단면에 왜곡이 나타나는 경우가 있습니다.전문적인 알루미늄 압착 생산자로서, 너는 반드시 이 일을 해야 한다.이 문제를 해결하기 위해서, 너는 작업대 길이의 압착물을 들것에 옮길 수 있다.
각 측면이 양쪽에서 끼었다.그것은 원하는 규격에 도달할 때까지 기계적으로 당겨질 것이다.
10단계:규범에 따라 톱질하다
이제 작업대 길이의 스쿼시가 완전히 냉각되고 직선이므로 톱질 작업대로 옮길 때가 되었습니다.여기서 이 돌출물은 길이에 따라 톱질됩니다.
주: 이 특정 단계의 압착 성능은 T4 템퍼링 성능과 유사합니다.톱질 후 압착 부품을 T5 또는 T6 으로 제한할 수 있습니다.그렇게 하기 위해서, 너는 그것들을 노화된 오븐으로 옮겨야 한다.
5- 압출 후 처리
돌출이 완료되면 강 쉐이프의 열처리를 통해 강 쉐이프의 성능을 향상시킬 수 있습니다.압출 제품의 최종 품목 모양을 향상시키기 위해 알루미늄 압출 제품 제조업체는 다른 최종 품목 유형을 사용했습니다.
그러나 이러한 요구 사항은 열처리가 필요합니다.
(a)기계적 성능을 개선하다
7000, 6000 및 2000 시리즈 합금의 인장 강도 및 응력 내성을 높일 수 있습니다.이러한 향상된 기능을 얻기 위해서는 강재를 오븐에 넣는 것이 중요하다.이러한 난방 처리는 합금이 T5 또는 T6 의 성능 요구 사항을 충족하도록 합니다.
(b)표면 향상
알루미늄 재질은 많은 마무리 작업을 거치게 될 것이다.표면 향상은 알루미늄의 전체적인 외관을 개선할 뿐만 아니라 알루미늄의 부식 성능도 향상시킵니다.예를 들어, 알루미늄을 양극화하면 산화층이 자연스럽게 나타납니다.이로 인해 금속이 두꺼워진다.또한이 공정은 프로파일의 내식성을 향상시킵니다.게다가, 이 금속은 더욱 내마모성이 강해질 것이다.
마찬가지로 이로 인해 다공성 표면이 생성됩니다. 즉, 표면에 다른 색상이 적용됩니다.표면 방사율도 높아진다.
선택할 수있는 다른 마무리 공정이 있습니다.샌드 블라스팅, 분말 코팅, 페인트 등.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
배터리 에너지 저장용 하부박스 맞대기용접 공정 설계
배터리 에너지 저장용 배터리 박스는 에너지 저장 시스템에서 중요한 역할을 한다. 그의 중요한 기능에는 하중 보호, 열 전달 및 온도 균일화, 전기 설치와 방수 밀봉이 포함된다. 배터리의 에너지 밀도에 대한 요구가 점점 높아지고 있는데 알루미늄 합금 재료는 더 높은 열전도 성능과 비교적 낮은 밀도로 인해 알루미늄 합금 재료의 사용은 배터리 시스템의 효율성을 향상시키는 효과적인 솔루션이 되었다.
러너와 박스 측벽의 일체화 성형 설계를 채택하여 주요 하중 지지 부위의 용접 작업을 줄임으로써 전체 구조적 강도를 향상시킬 수 있고, 정적 하중, 리프팅 및 무작위 진동과 같은 다양한 조건에서 구조적 안전과 안정성을 유지할 수 있으며 박스의 기밀성을 어느 정도 개선할 수 있다.
또한 일체화 설계는 부품 수를 감소하고 박스 무게를 줄이는 데 도움이 되며, 압출 성형 공정으로 제조되어 다이 싱킹 비용이 낮고 가공이 편리하고 또 수정하기가 쉬워 다양한 로트의 유연성에 대한 요구를 충족할 수 있다.
1-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 주요 유형
에너지 저장용 액냉식 하부박스의 너비는 일반적으로790-810mm , 높이는40-240mm 로 평판형과 플랜지형으로 구분되며(아래 그림 참조), 액냉식 하부박스의 길이는 에너지 저장 제품의 용량 등 요인과 관련이 있고, 일반적인 방안에는48s, 52s, 104s 등 다양한 규격이 있다.
평판형 액냉식 하부박스
플랜지형 액냉식 하부박스
2-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 구조 형식
액냉식 하부박스는 전체 배터리 팩의 기본 구조로서 러너가 있는 바닥판, 스트립, 워터노즐, 테두리, 빔, 브래킷, 리프팅 고리 등 부품이 맞대기용접으로 구성된 직사각형 프레임 구조로 모든 부품은 알루미늄 합금 재질이다.
액냉식 하부박스 부품 조립 안내도
액냉식 하부박스는 충분한 하중 지지력과 구조적 강도가 있어야 하는데, 이는 실제 응용 분야에서의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 용접 공정, 용접부 레벨 제어 및 용접 기술 등 용접 품질에 대한 더 높은 요구를 제출하고 있다.
액냉 기술은 하부박스의 기밀성과 액냉 러너의 기밀성을 포함한 액냉식 하부박스의 기밀성에 대해 높은 요구를 제출하고 있다. 또한 액냉 러너는 냉각수 흐름 압력을 견뎌야 하므로 액냉 러너에 대한 기밀성 요구가 더 높다.
3-용접 품질에 대한 요구
일반적으로 액냉식 바닥판은 교반 마찰 용접을 해야 하며, 평판형 액냉식 하부박스의 플러그에 대해서도 교반 마찰 용접을 채택해야 한다. 보통 교반 마찰 용접부의 함몰은 0.5 이하이며, 탈락되거나 진동 조건하에서 금속 이물질이 떨어지는 현상이 있어서는 안된다.
액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리, 빔, 부품 등은 대부분 TIG 용접 또는 CMT 용접을 채택한다. 각기 다른 구성 요소의 성능 요구 차이를 고려하여 액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리 등은 모두 풀용접을 채택하고 빔, 부품 등은 세그먼트 용접을 한다. 전면 및 후면 배터리 모듈 빔 영역의 평면도 단일 모듈은 <1.5mm, 전체 평면도는 <2mm, 테두리 평면도, 단일 테두리 길이가 500씩 증가할 때마다 ±0.5를 한다.
용접부 표면에는 균열, 요구대로 용접되지 않은 부분, 용융되지 않은 부분, 표면 기공, 노출된 슬래그, 풀용접되지 않은 부분 등의 결함이 없어야 한다. 일반적으로 워터노즐 용접부의 높이는 ≤6mm이어야 하고 다른 위치의 용접부는 박스의 아래쪽 표면을 초과하지 않아야 하며 전면 및 후면 모듈 빔의 내부 용접부는 내부 측면보다 돌출되어서는 안된다.
용접부의 용융 깊이는 관련 표준 요구 사항을 충족해야 한다. 아크 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 60% 이상이어야 하며, 레이저 용접과 교반 마찰 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 70% 이상이어야 한다.
또한 하부박스의 용접은 반드시 기밀성 IP67의 표준도 충족해야 하므로 용접 후 처리의 경우 일반적으로 전면 및 후면 모듈 빔 영역의 용접 슬래그, 용접부를 평평하게 연마해야 한다. 팔레트의 외부 용접에 대해 연마를 해서는 안되며, 밀봉된 표면의 용접부에 대해서는 테두리와 큰 높이 차이가 없도록 평평하게 연마해야 한다.
표: 에너지 저장 형재 맞대기용접 액냉식 하부박스의 공정 모델 선택 및 대표적인 적용
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다.
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다.
사각핀 라디에이터 설계
라디에이터의 기능은 일정한 부피의 공간에서 더 높은 열전달 면적을 얻고 구조적 형태를 개선하여 표면에서 주변 유체까지의 열전달 효율을 높이고 표면 처리 등 방법을 구현하여 효과적인 열전달 면적을 증가시킴으로써 방열 강화, 온도 제어 목표를 달성하는 것이다.
부피 출력 밀도, 열 흐름 밀도 요구 사항이 낮은 응용 시나리오에서 사각핀 열 침전은 간단한 구조, 합리적인 제조 비용과 양호한 방열 성능 등 특징이 있어 엔지니어들의 각광을 받고 있다.
Comparision of different heat transfer methods
1-라디에이터 핀 설계
라디에이터는 주로 방열 확장 표면으로 주로 핀의 높이, 형태, 간격 및 기판 두께 등 매개변수를 중심으로 전개된다.
Plate fin heat sink dimensions
위의 그림에 따라 라디에이터의 확장 면적을 계산할 수 있다.
단일 핀의 면적:Af = 2L（h+t/2），
간극부위 면적:Ab=Lh,
방열 부분의 총 면적: At=nAf+(n±1) Ab(n은 핀의 수이다)
Fin sectional view
방열판의 주요 작용은 표면적을 증가시켜 열 전달 효율을 높이는 것이다. 라디에이터 핀의 간격, 두께와 높이는 라디에이터 핀의 수, 분포 및 전개 면적을 결정하는 중요한 요소이다. 위의 그림과 같이 h↑ 또는 t↓일 때 핀은 더 높고 얇고 더 조밀하여 더 큰 방열 확장 면적을 얻을 수 있다.
방열핀의 표면적이 커지면 공기와의 접촉 면적도 그에 따라 증가하여 열이 더 쉽게 방출된다. 엔지니어는 또 물결무늬 모양, 톱니 모양 등과 같이 핀의 모양을 최적화하는 방식을 통해 라디에이터의 확장 면적을 더욱 늘릴 수 있다.
방열핀의 표면적이 클수록 방열효과가 좋지만, 방열핀이 클수록 좋다고 볼 수는 없다. 자연 방열을 사용하든 강제 냉각을 사용하든 라디에이터 핀 사이의 간격은 표면을 흐르는 공기의 열교환 계수를 결정하는 중요한 요소이다.
The impact of Fin spacing and height on heat dissipation efficiency
자연 방열의 경우, 라디에이터 벽면은 표면의 온도변화로 인해 자연 대류를 일으켜 핀 벽면의 공기층(경계층)을 흐르게 되며, 핀 간격이 너무 작으면 자연 대류의 원활한 흐름을 방해한다. 강제 냉각의 경우, 핀 경계층의 두께가 압축되어 핀 사이의 간격이 상대적으로 좁아질 수는 있지만 가공 수단과 동력 요소의 구동력의 영향을 받아 너무 작아지지는 않으므로 실제 설계에서 핀의 두께와 높이의 균형은 매우 중요하다.
2-라디에이터 기판 설계
기판의 두께는 라디에이터의 효율에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 라디에이터 기판이 얇으면 열원에서 멀리 떨어진 핀에 전달되는 열 저항이 더 커서 라디에이터의 온도 분포가 고르지 않고 열 충격에 대한 저항력이 약해진다.
기판 두께를 증가시키면 온도 불균형의 문제를 개선할 수 있고 라디에이터의 열 충격 저항력을 향상시킬 수 있다. 하지만 너무 두꺼운 기판은 열이 축적되어 오히려 열전도 능력을 감소시킨다.
Heatsink working principle diagrammatic sketch
위 그림과 같이:
열원의 면적이 바닥판의 면적보다 작을 경우, 열은 중심에서 가장자리로 확산되어 확산 열 저항을 형성한다. 열원의 위치는 또한 확산 열 저항에도 영향을 미친다. 열원이 라디에이터 가장자리에 가까우면 가장자리를 통해 열이 더 쉽게 전달되어 확산 열 저항이 감소한다.
주: 확산 열 저항은 라디에이터 설계에서 열이 열원의 중심에서 가장자리로 확산되는 과정에서 발생하는 저항을 말한다. 이러한 현상은 일반적으로 열원의 면적이 바닥판의 면적과 크게 다를 때 발생하며, 열은 작은 영역에서 큰 영역으로 확산된다.
3-핀과 기판의 접합 공정
라디에이터 핀과 기판의 접합 공정은 일반적으로 양자 사이의 양호한 열 전도와 기계적 안정성을 보장하기 위해 여러 가지 방법이 있는데 주로 크게 일체 성형과 비일체 성형의 두 가지 범주로 나눈다.
일체 성형의 라디에이터는 라디에이터 핀과 라디에이터 기판이 일체화되어 있어 접촉 열 저항이 없다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 알루미늄 다이캐스팅 성형: 알루미늄 잉곳을 녹여 액상으로 만든 후 고압으로 금속 몰드에 충진하고 다이캐스팅기를 통해 직접 다이캐스팅 성형하여 라디에이터를 만들며 복잡한 모양의 라디에이터 핀을 제작할 수 있다.
l 알루미늄 압출 성형: 알루미늄 재료를 가열한 후 알루미늄 재료를 압출 실린더에 넣고 특정 압력을 가하여 특정 다이 구멍에서 흘러나오도록 하여 필요한 단면 모양과 크기의 블랭크를 얻은 다음 절단, 정밀 가공 등 추가 가공을 거친다.
l 냉간 단조 처리의 장점은 세밀한 라디에이터 핀으로 제작할 수 있어 재료의 열전도율이 높지만 비용이 상대적으로 높으며 이형 처리 능력이 알루미늄 압출보다 우수하다.
l 릴리빙 라디에이터 재질은 구리일 수 있다. 열전도율이 높고 핀이 매우 세밀하며, 핀을 기판에서 직접 커터로 삽질할 수 있어 핀의 높이가 높고 길이가 길면 응력의 영향을 받아 핀이 변형되기 쉽다.
비일체 성형, 라디에이터 핀과 라디에이터 기판을 별도로 가공한 다음 라디에이터 핀을 용접, 리벳팅, 접착 등 공정을 통해 접합시킨다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 용접식: 핀과 기판을 금속 접합제를 이용하여 용접으로 연결시키며 고온 납땜과 저온 솔더페이스트 용접이 있다.
용접 열전달 성능이 우수하다. 솔더페이스트로 Al 기판과 핀을 용접하려면 먼저 니켈 도금이 필요한데 이는 비용이 많이 들어 대형 라디에이터에는 적합하지 않는다. 납땜은 니켈 도금이 필요하지 않지만 용접 비용이 여전히 높다.
l 리벳팅식: 핀을 기판의 홈에 삽입한 후 몰드를 통해 홈을 중앙으로 압출하여 핀을 단단히 감싸서 굳게 결합된다.
리벳팅식의 장점은 열전달 성능이 우수하다. 하지만 리벳팅된 제품은 반복 사용 후 틈새 및 헐거움의 위험이 있다. 리벳팅 공정을 개선하여 신뢰성을 높일 수 있지만 그에 따라 비용이 증가하므로 리벳팅식의 탭 라디에이터는 신뢰성 요구가 높지 않은 경우에 많이 사용된다.
l 접착식: 일반적으로 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 핀과 기판을 단단히 접착하여 열 전도를 실현한다.
접착식은 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 용접에 비해 열전도율이 훨씬 낮지만 FIN이 높은 고배율, 작은 간격의 라디에이터에 적합하다. 방열 성능에 대한 요구가 높지 않은 시나리오에서 사용할 수 있다.
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다
1
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
1
유체 시뮬레이션
모의 소프트웨어를 사용하여 방열판과 냉각판의 열 방출 성능 분석
1
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
배터리 액체 냉각
액체 냉각 시스템에서는 냉각판이 배터리 바닥에 직접 배치되거나 셀 사이의 틈에 삽입됩니다.냉각액은 순환한 후 열교환기를 통해 냉각되어 시스템으로 다시 순환됩니다.
압출 알루미늄 합금 배터리 트레이
알루미늄 합금 배터리 팩 쉘은 주로 알루미늄 합금 프로파일 프레임과 알루미늄 합금 프로파일 바닥 플레이트로 구성되며 6 시리즈 압출 프로파일을 사용하여 용접됩니다.용접 강도와 밀봉을 보장하기 위해 응력이 낮고 변형이 작은 마찰 교반 용접이 자주 사용됩니다. 알루미늄 합금 프로파일에 적합한 표준 부품에는 일반적으로 와이어 스레드 슬리브, 블라인드 리벳 너트 및 압력 리벳 너트가 포함됩니다.표준 부품을 제외한 나머지 부분은 100% 알루미늄 합금으로 만들어졌습니다. 쉘은 강도가 높고 무게가 가벼우며 내식성이 좋습니다.
신에너지 자동차(EV)
신에너지 자동차는 비전통적인 자동차 연료를 동력원으로 사용(또는 기존의 자동차 연료와 새로운 차량 탑재 동력 장치를 사용)하고, 차량 출력 제어 및 운전에 첨단 기술을 통합하며, 새로운 기술과 새로운 구조로 첨단 기술 원리를 공식화하는 자동차를 말합니다.
2
DFM 최적화 제안
생산 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 오류와 결함을 줄여 제품이 설계 요구 사항을 충족하는 품질 기준을 보장합니다.
2
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
2
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
기술 및 비즈니스 동향
청정 에너지 사용:
기후, 환경, 자원, 에너지는 국가경제 및 국민생활과 밀접한 관련이 있습니다.이러한 관련 문제를 잘 처리하는 것이 인류 사회가 지속 가능하게 발전할 수 있는지 여부를 결정합니다.에너지 부족과 환경 오염의 압력 하에서 에너지 저장 배터리 자동차와 연료 전지의 두 가지 기술 경로는 신에너지 자동차 산업의 주요 발전 방향이 되었습니다.
자동차 경량:
에너지 소비의 75%가 차량 중량과 관련되어 있다는 점을 고려할 때, 경량화는 신에너지 차량의 에너지 절약, 소비 감소, 주행 거리 연장을 위한 중요한 기술적 수단입니다. 경량 설계는 차량 에너지 소비를 줄이는 핵심 추진 요소 중 하나입니다.새로운 경량 소재의 사용, 구조 최적화 및 공정 개선은 차량 경량화를 달성하는 핵심 경로입니다.
열 관리:
에너지 저장 전기 자동차의 경우 열 관리는 빠른 충전을 달성하고 주행 거리를 늘리는 핵심 기술이 될 것입니다.수소연료전지차의 경우, 물과 열 관리는 연료전지 동력시스템 연구개발의 핵심 핵심 기술로, 이는 차량 동력시스템의 성능, 안전성, 수명에 결정적인 영향을 미칩니다.
칩 냉각
일반적으로 외부 공기가 히트 싱크로 사용되며, 다양한 매질과 인터페이스를 통해 칩 작동 중 발생한 열이 방열기로 전달되어 방열됩니다.
올인원 파워트레인 하우징
고도의 통합을 통해 전기 구동 시스템의 비용과 무게를 줄였습니다. 국내외 주요 자동차 회사에서는 3-in-1, 4-in-1, 6-in 등 다양한 통합 형태의 전기 구동 시스템을 보유하고 있습니다. -일대일, 일대일일, 일대일팔 등.신에너지 차량 파워트레인 분야에서 Maitai는 전자 제어 장치, 모터, 차량 컨트롤러, 감속 기어박스 및 충전 제품을 통합하는 신에너지 차량 구동 조립 구조 부품을 개발 및 제조합니다.
3
제품 테스트
우리는 고객의 요구를 충족시키기 위해 맞춤형 테스트 프로그램을 제공합니다.
3
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
3
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
전자 제어 방열판
IGBT는 신에너지 자동차 구동모터의 핵심부품으로 차량 전기구동의 효율성과 출력밀도, 신뢰성을 좌우하는 핵심 부품으로 '자동차의 심장'이라 할 수 있다.신에너지 자동차의 전자 제어 시스템의 주요 가열 장치는 인버터이며, 그 기능은 배터리의 DC 전원을 모터를 구동할 수 있는 AC 전원으로 변환하는 것입니다.이 과정에서 인버터의 IBGT는 많은 양의 열을 발생시키며, 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 데 핵심이 됩니다.
수소연료전지차 냉각시스템 개요
종이 개요:양성자 교환막 연료전지(PEMFC)라고도 알려진 수소 연료전지는 고효율, 배출가스 제로, 오염 제로라는 장점으로 인해 전기자동차 충전소, 자동차 및 기타 발전 시설에 널리 사용됩니다.수소연료전지차는 운행 중 기존 연료전지차에 비해 3~5배 더 많은 열을 방출한다.본 글에서는 수소연료전지의 방열 관련 최신 기술을 간략하게 소개한다.
1-수소 연료전지의 작동 원리
수소 연료전지는 작동 중에 많은 열을 방출하며, 그 중 전기화학 반응 열이 약 55%, 비가역 전기화학 반응 열이 약 35%, 쥴 열이 약 10%, 응축 열 및 기타 다양한 열 손실이 약 5%를 차지합니다.수소 연료전지가 생성하는 열량은 그들이 생성하는 전기 에너지와 거의 같습니다.시간 내에 방전되지 않으면 배터리 내부 온도가 크게 상승하여 수명에 영향을 미칩니다.
PEM 반응 원리
2-수소 연료 전지 냉각
연료 구동 자동차에 비해 수소 연료 전지 자동차는 더 높은 발열량과 더 복잡한 시스템을 가지고 있습니다.동시에 수소 연료 전지의 작동 온도 제한으로 인해 수소 연료 전지와 외부의 온도 차이가 적어 냉각 시스템의 열 방출이 더욱 어렵습니다.수소 연료 전지의 작동 온도는 유체 흐름 저항, 촉매 활성, 스택 효율 및 안정성에 큰 영향을 미치므로 효율적인 냉각 시스템이 필요합니다.
액체 냉각 기술은 현재 수소 연료 전지가 자동차에 적용되는 주요 기술입니다.시스템 압력 강하를 줄여서 워터 펌프의 전력 소비를 낮추고, 최소한의 전력 소비로 수소 연료 전지에서 과도한 열을 제거하며, 순환 작동 유체의 흐름 분포를 최적화하여 내부 온도 차이를 줄이고 연료 전지의 온도 분포 균일성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
수소 연료 전지에서 발생하는 열의 90%는 열전도와 대류를 통해 냉각 시스템에 의해 제거되며, 나머지 10%의 열은 복사를 통해 외부 환경으로 분산됩니다.전통적인 냉각 방식에는 공기 냉각, 액체 냉각, 그리고 상변화 냉각이 포함됩니다.
3-PEMFC 시스템의 열전달
3.1배터리 스택 냉각
PEMFC 내부에서 발생한 열은 PEMFC 내부의 다양한 구성 요소와 외부 환경 간에 전달됩니다. 연료 전지 스택 내부의 열 전달은 각 부품의 열 저항과 부품 간의 접촉 열 저항에 주로 의존합니다. 기체 확산층은 주요 발열 부품(막 전극)과 주요 열 방출 부품(양극판)을 연결하는 "다리" 역할을 하기 때문에, 이 열 저항과 다른 부품과의 접촉 열 저항의 크기는 PEMFC 내부의 열 전달 성능에 중요한 영향을 미칩니다.또한, 서로 다른 부품 간의 접촉 열 저항은 연료 전지 스택의 내부 열 전달에 중대한 영향을 미칩니다.
3.2냉각수 열전달
연료 전지의 냉각 방법에는 공기 냉각, 액체 냉각, 상변화 냉각이 포함됩니다.
냉각제의 열 전달에 영향을 미치는 요소로는 PEMFC 스택의 끝단, 냉각제 자체, 및 열 교환기가 있습니다. 냉각제는 PEMFC 스택 끝단의 양극판과 직접 접촉하기 때문에 냉각제 흐름 경로의 구조가 열 전달에 중요한 영향을 미칩니다. 또한, 냉각제 자체의 특성도 관련 열 전달 과정에 영향을 미칩니다.사용 가능한 공간이 부족하다는 점을 고려할 때, 열용량이 더 큰 냉각제를 선택하면 열 교환기의 크기를 줄이고 PEMFC의 열 관리 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 새로운 고효율 냉각제에 대한 수요가 점점 더 뚜렷해지고 있습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
열 설계 과제 및 방열판 가공 및 제조
전자 장비의 소형화 추세는 날로 높아지고 있으며, 더 많은 기능, 더 높은 성능에 대한 수요는 각 패키지 수준의 폼 팩터 축소를 더욱 추진하여 전력 밀도가 급속히 상승하고 있습니다.
칩 패키징 프로세스 및 TDP
설비의 소형화는 비용 절감에서 비롯된 것으로, 열 솔루션은 제품의 중량, 부피, 비용을 직접 증가시키고 기능적 이점은 없지만 제품의 신뢰성을 제공합니다.부품 온도를 정해진 범위 내에서 통제하는 것은 설계 수용 정도를 결정하는 통행기준이므로 효과적인 냉각은 전자 제품의 안정적인 운영과 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.
한편, 설비를 소형화한 결과, 설계 여유는 점점 줄어들고, 과잉 설계에 대한 관용은 갈수록 낮아지고 있다.한편 소형화의 전반적인 추세는 점점 복잡해지고 복잡한 기하학 모델을 만들어 제품의 기계 성분과 전자 성분의 긴밀한 통합을 심화시켰다. 그 결과, 흐름 공간이 크게 압축되어 대류 가열 범위가 제한되고 열 설계의 핵심 소재인 방열판의 구조가 더 복잡해집니다.
히트싱크는 전자장비의 열 설계에서 가장 일반적으로 사용되는 열 강화 구성품입니다. 강화 원리는 열교환 면적을 늘리는 것이며, 일반적으로 열원의 열흐름 밀도, 열 구성품의 온도 요구 사항, 제품 내부 공간 크기, 히트싱크 설치 및 외관 디자인 등의 요구 사항을 고려합니다.
방열판의 성능은 재질, 기하학적 치수, 바닥 평탄도, 열 저항, 표면 처리, 설치 및 고정 방법, 작업 환경 온도 및 습도를 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.
1.방열판 소재
방열판의 재료는 주로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 철 등입니다.알루미늄은 자연계에서 가장 풍부한 금속 원소로, 가볍고 부식성이 강하며 열전도율이 높아 라디에이터의 원료로 적합하다.알루미늄에 약간의 금속을 추가하여 알루미늄 합금을 형성하면 재료의 경도를 크게 높일 수 있다.흑연은 금속 재질의 전도성, 열전도성을 가지고 있으며, 동시에 유기 플라스틱과 같은 가소성을 가지고 있어 전자 통신 조명 등의 분야에서 더욱 응용된다.
2. 히트싱크 제조 공정
히트싱크의 주요 가공기술로는 CNC, 알루미늄 압출, 스키빙, 핀 삽입 등이 있습니다.
알루미늄 압출: 알루미늄 압출 방열판은 알루미늄 잉곳을 약 460℃로 가열한 후, 반고체 알루미늄을 고압 하에서 홈이 있는 압출 다이를 통해 흐르게 하여 방열판의 초기 모양을 압출한 후 절단하고 추가 가공하여 제작됩니다.알루미늄 압착 공정은 라디에이터의 평탄도 등의 치수 요구 사항을 정확하게 보장할 수 없으므로 일반적으로 후기에는 추가 가공이 필요합니다.
스키빙: 스키빙은 특정 각도로 긴 판금(일반적으로 알루미늄 합금 또는 구리 합금) 스트립을 절단하여 재료를 조각으로 자르고 곧게 펴서 직선 핀 구조를 형성함으로써 이루어집니다. 스키빙의 장점은 핀 밀도가 더 높고 핀 높이 곱셈 비율이 더 큰 방열판을 처리할 수 있다는 것입니다.
인서트 핀: 인서트 핀 방열판의 가공은 핀을 방열판 베이스 플레이트에 삽입하고 접착 용접, 브레이징 또는 압출을 통해 핀을 베이스에 연결하여 이루어집니다. 핀과 방열판 베이스의 조합은 매우 중요합니다. 올바르게 처리하지 않으면 특정 접촉 열 저항이 형성되어 인서트 핀 방열판의 방열 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
3.히트싱크 표면처리
알루미늄 합금은 공기 중에서 쉽게 산화되지만(산화알루미늄 피막 형성) 이러한 자연 산화층은 치밀하지 않고 내식성이 약하며 미관, 내식성, 방열 성능 향상 등의 요구 사항에 따라 오염되기 쉽습니다. , 금속 라디에이터에는 표면 처리가 필요합니다. 일반적인 표면 처리 공정에는 양극 처리, 샌드 블라스팅, 화학적 니켈 도금 및 베이킹 페인트 등이 포함됩니다.
양극산화: 양극산화의 원리는 본질적으로 물 전기 분해입니다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 유전체 용액에 양극으로 넣습니다. 전기 분해를 통해 표면에 알루미늄 산화막을 형성하는 공정을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 양극산화라고 합니다. 양극산화 후 방열판의 표면 방사율이 증가하고 열 복사의 방열 용량이 향상됩니다. 양극산화는 알루미늄/알루미늄 합금의 색상을 유지하거나 변경할 수 있습니다. 대부분의 방열판은 검은색 양극산화를 사용합니다.
샌드블라스팅: 샌드블라스팅은 압축 공기를 동력으로 사용하고 고속 모래 흐름의 충격을 사용하여 라디에이터 표면을 청소하고 거칠게 만드는 공정을 말합니다. 이 공정은 표면에 대한 충격과 절단 작용을 통해 방열판 표면의 녹과 같은 모든 먼지를 제거할 뿐만 아니라 제품 표면에 균일한 금속 광택을 보이게 할 수 있습니다.
화학 니켈 도금: 화학 니켈 도금은 수용액에서 물체 표면에 니켈 합금을 증착하는 공정입니다. 이 도금의 특징은 표면 경도가 높고, 내마모성이 좋으며, 도금이 균일하고 아름다우며, 내식성이 강합니다. 구리와 알루미늄은 직접 용접할 수 없기 때문에 납땜과 같은 공정을 사용하여 용접하기 전에 둘 다 화학 니켈로 도금해야 합니다.
페인트 베이킹: 페인트 베이킹은 고온(280℃~400℃)에서 방열판 표면에 테프론이라는 고성능 특수 코팅을 추가하는 공정으로, 방열판 표면을 끈적거리지 않고, 내열성, 내습성, 내마모성, 내식성으로 만듭니다. 페인트 베이킹은 기존의 페인팅 공정과 비교하여 미관과 열전도성 모두에서 장점이 있습니다. 그러나 히트파이프 방열판은 고온으로 인해 팽창 및 변형되기 쉽기 때문에 베이킹 시 저온 페인트 베이킹이 필요합니다.
처리해야 할 전력이 계속 증가함에 따라 히트싱크는 히트 파이프, 핀 등의 장치와 결합되어 더욱 고성능의 냉각 모듈을 형성하기 시작했으며, 방열 효율이 더 높은 수냉식 히트싱크가 등장했습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
신에너지 자동차 전자제어 시스템에 IGBT를 적용하고 방열기술
개요: 신에너지 자동차의 전자 제어 시스템의 주요 가열 장치는 인버터이며, 그 기능은 배터리의 DC 전원을 모터를 구동할 수 있는 AC 전원으로 변환하는 것입니다.이 과정에서 인버터의 IBGT에서 많은 열이 발생합니다.이러한 장치의 방열 문제를 해결하기 위해 이 기사에서는 인버터의 작동 원리와 고급 액체 냉각 기술을 소개합니다.
1-신에너지 차량 전자 제어 시스템에 IGBT 적용
전자제어시스템은 신에너지 자동차의 배터리와 구동모터를 연결하는 전기에너지 변환장치로서 모터 구동 및 제어의 핵심입니다.인버터는 고전압 배터리와 모터 전원을 연결하여 서로 변환하는 장치로 DC 전원(배터리, 축전지)을 고정 주파수 및 정전압 또는 주파수 조정 및 전압으로 변환하는 역할을 담당하는 변환기입니다. - 규제된 교류(일반적으로 220V, 50Hz 사인파)로 신에너지 차량의 전기 에너지 변환을 보장합니다.
전자 제어 시스템의 단순화된 다이어그램
인버터의 IGBT 전원 모듈은 이 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 에너지 변환 과정에서 IGBT는 많은 열을 발생시키므로 IGBT의 온도가 150°C를 초과하면 IGBT가 작동하지 않으므로 공기 냉각이 이루어집니다. 또는 공냉식 냉각 장비가 필요합니다.IGBT 작동의 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 되었습니다.
인버터 작동 원리
전자 제어 시스템 외에도 IGBT는 온보드 에어컨 제어 시스템 및 신에너지 차량의 충전 파일 시스템에도 널리 사용됩니다.
전기 자동차, 충전 파일 및 기타 장비의 핵심 기술 구성 요소입니다.IGBT 모듈은 전기차 원가의 약 10%, 충전 파일 원가의 약 20%를 차지하며, 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 됐다.
2-IGBT 액체 냉각 기술
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
에너지 저장 배터리 팩 냉각 성능 시뮬레이션 및 액체 냉각판 흐름 채널 최적화
1-서론
전력망 프로세스의 균형을 맞추고 새로운 에너지의 활용률을 향상시키는 중요한 역할로 인해 에너지 저장 시스템은 세계 에너지의 개발과 변화를 촉진하는 선도적인 힘이 되었습니다.
전기화학적 에너지 저장기술이 성숙하고, 건설 기간이 짧으며, 다양한 애플리케이션 요구에 따라 전력과 에너지를 유연하게 구성할 수 있고, 충전 및 방전 응답 속도가 빠르고, 다양한 경우에 사용할 수 있습니다.
에너지 저장 시스템의 충전 및 방전 과정에서 열이 발생하며, 방열이 좋지 않으면 배터리 온도가 너무 높거나 배터리 온도 차이가 커져 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.심각한 경우 열폭주 등 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
본 글은 실제 프로젝트를 기반으로 배터리 팩의 실제 크기에 따른 열유체 시뮬레이션 모델을 구축하고 전체 냉각 시스템의 압력, 속도, 온도 분포를 자세히 분석하고 시스템 열부하 상황을 파악합니다. , 이는 배터리 팩의 액체 냉각판 흐름입니다. Road Design은 구조적 최적화 제안을 제공합니다.
2-프로젝트 개요
2.1환경 정보
2.2열원 장치 사양 정보:
2.3열전도성 실리콘
3-방열 모델
배터리 팩은 72개의 280AH 셀과 액체 냉각판으로 구성된 액체 냉각을 사용하여 열을 발산합니다.액체 냉각판의 크기는 길이 1570mm, 너비 960mm, 높이 42mm, 내부 흐름 채널 24개입니다.배터리 팩 방열 모델은 다음과 같습니다.
냉각 시스템 모델
4-8L/min의 물 유입 조건에서의 시뮬레이션 결과
배터리 코어의 온도 분포는 18.38~28.77°C이며, 그중 최고 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 21.46~26.37°C이고, 최저 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 18.76~28.77°C입니다. 26.37°C그림 (a):
그림 (b)에 표시된 것처럼 액체 냉각판의 온도 분포는 18.00-21.99℃입니다.
(b) 수냉판 온도 프로파일
흐름 저항은 약 17KPa 이고, 수냉판 압력 단면은 그림 (C), 수냉판 속도 단면은 그림 (D):
(c) 액체 냉각 판 압력 프로파일
(d) 액체 냉각판 속도 프로파일
5-결론
이 솔루션에서 전체 온도는 18.38~28.77℃이고, 가장 높은 배터리 코어와 가장 낮은 배터리 코어 사이의 온도 차이는 2.4℃이며, 액체 냉각판의 전체 온도는 18.00~21.99℃ 사이입니다. 온도 균일성은 여전히 필요합니다. 최적화되고 고온 영역이 많습니다.
수냉식 판의 압력과 속도 프로파일을 비교해 보면, 수냉식 판의 고온 영역은 주로 압력과 속도가 낮은 영역에 분포되어 있음을 알 수 있습니다.배터리 셀의 레이아웃 위치와 결합하여 액체 냉각판의 폭 여유가 크다는 것을 알 수 있습니다. 액체 냉각판의 가장 바깥쪽 흐름 채널 두 개를 차단하거나 액체의 폭을 적절하게 줄이는 것이 좋습니다. 더 나은 방열 효과를 달성하기 위해 냉각판.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
전원 배터리 열 발산 개요
자동차와 배터리 저장은 빠른 발전 기회를 얻었습니다.
핵심 구성 요소인 전원은 화학적 전원이며 온도에 매우 민감하기 때문에 적절한 온도 환경에서 작동해야 합니다.파워 배터리의 충전 및 방전 과정에서 내부 임피던스로 인해 많은 양의 열이 발생합니다.또한, 배터리 팩은 비교적 밀폐된 환경에 있습니다.열 축적을 촉진하고 온도를 높이며 심지어 열 폭주를 유발합니다.따라서 효율적이고 안전한 전원 배터리 냉각 시스템이 특히 중요해졌습니다.
현재 배터리 냉각 솔루션에는 공냉식, 액체 냉각식, 직접 냉매식 냉각이라는 세 가지가 있습니다.
구조가 상대적으로 간단하고 비용이 낮아 배터리 용량이 작고 열 방출 압력이 낮은 상황에 적합합니다.
실제 사용 측면에서 액체 매질은 열 전달 계수가 높고 열용량이 크며 냉각 속도가 빠르므로 배터리 온도의 균일성을 향상시키는 데 더 나은 효과가 있습니다.액체 냉각 솔루션은 현재 주류 솔루션입니다.
냉매 직접 냉각 기술은 배터리 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있지만, 배터리 증발기의 균일한 온도 설계는 기술적 난제입니다.일반적으로 배터리 시스템 내에서 배터리 셀 간의 온도 차이는 5℃를 넘지 않아야 합니다 (냉각 조건 및 가열 조건 포함).현재 냉매 직접 냉각은 업계에서 주류 설계 솔루션이 되지 않았습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
EV용 배터리 팩 쉘의 설계 및 개발 분석
현재 신에너지 자동차 개발의 3대 중점인 안전성, 경량화, 신뢰성은 배터리 팩과 밀접하게 연관되어 있으며, 배터리 케이스는 배터리 시스템의 하중을 지탱하는 부품으로, 충돌 및 에너지 소비에 영향을 미칩니다. 배터리 팩은 물론 차량 전체에도 큰 영향을 미칩니다.
신에너지 자동차 배터리 팩 구조
1.배터리 팩 안전
신에너지 차량의 3전기 시스템의 핵심 구성 요소인 배터리 팩은 신에너지 차량의 주요 성능 지표에 직접적인 영향을 미치며, 배터리 팩의 안전성이 차량 전체의 신뢰성을 결정하는 경우가 많습니다.신에너지 자동차 배터리 팩은 충돌 시 큰 안전 위험을 초래합니다. 충돌 변형으로 인해 내부 배터리 모듈이 단락, 개방, 빈번한 가열, 폭발 등을 일으키고 배터리 팩 쉘의 충돌 방지 성능이 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리 모듈의 섹스.
배터리 팩 안전 설계의 핵심은 충돌 시 배터리 팩의 손상 정도를 줄이는 것입니다. 따라서 차량의 충돌력 전달 경로를 최적화하고 배터리 팩 쉘의 보호 효과를 향상시키는 것이 설계의 핵심입니다.현재 시뮬레이션 기술은 배터리 팩 시뮬레이션 모델을 구축함으로써 충돌, 돌출, 충격, 낙하 등의 작업 조건에서 고장 모드를 예측하고 배터리 팩 쉘 구조 및 부품 크기를 체계적으로 최적화하여 다중 작업을 수행할 수 있습니다. -객관적인 배터리 팩 안전 평가를 최적화하여 보안을 강화했습니다.
2.경량 배터리 팩
고장력강, 초고강도강, 알루미늄합금, 복합재료의 적용은 신에너지 자동차의 경량화를 달성하기 위한 필수 연결고리입니다.
배터리 팩의 상부 케이스는 보호 및 지지용으로 사용되지 않고 밀봉 및 방진 용도로만 사용되기 때문에 상부 케이스는 주로 철판, 알루미늄 합금, 복합재료로 제작된다.배터리 팩의 하부 케이스는 주로 배터리 전체 질량을 운반하고 외부 충격에 저항하며 배터리 시스템의 배터리 모듈을 보호하는 역할을 합니다.배터리 팩 하부 케이스의 주요 준비 공정에는 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형, 스탬핑 알루미늄 플레이트 + 용접 성형, 다이캐스트 알루미늄 + 주조 성형이 포함됩니다.현재 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형은 스탬핑 알루미늄 하부 케이싱보다 준비가 덜 어렵고 다이캐스트 알루미늄 하부 케이싱보다 성형 크기가 크기 때문에 국내 기업에서 일반적으로 사용하는 하부 케이싱 제조 솔루션입니다.
Battery Tray( Lower shell of battery pack)
신에너지 자동차 배터리 팩과 섀시는 서로 많이 겹치는 영역에 있기 때문에 섀시와 배터리 팩 구조의 통합과 최적화는 신에너지 자동차의 경량화를 위해 매우 중요합니다.
CTP 기술은 일반적으로 셀에서 모듈로 배터리 팩을 조립한 다음 중간 모듈 링크를 생략하고 모듈을 배터리 팩에 설치하고 셀을 배터리 팩에 직접 통합합니다. 차량의 구조적 구성요소. 차체 바닥 아래.CTP 기술은 배터리 팩의 공간 활용도와 에너지 밀도는 물론 배터리 팩의 전반적인 강성을 효과적으로 향상시킵니다.
CTC 기술은 CTP 기술의 고급 버전으로, 배터리 셀이 바닥 프레임에 직접 통합되어 있으며, 배터리 팩 쉘이 배터리 팩 상부 커버에 직접 연결되어 있습니다. 활용률은 63%에 이른다.
CTB 기술은 CTC를 개량한 버전으로, 빔 구조와 시트 지지부를 그대로 유지하고, 하단 플레이트 일부만 배터리 팩 상부 커버로 교체해 공간 활용도를 66%로 높였으며, 차체 구조는 더욱 개선됐다. 더욱 완벽하고 안전해졌습니다.
배터리 팩 조립 모드
3.배터리 팩 신뢰성
배터리 팩 쉘의 서비스부터 피로 파손까지의 전체 과정은 다음과 같습니다. 반복 하중이 작용하면 쉘 표면에 미세한 균열이 나타나기 시작하고 국부적인 미세 피로 균열이 점차 확대되어 결국 부품에 순간적인 균열이 발생합니다. 골절 실패.특히, 배터리 팩 케이스의 연결 조인트는 피로 불량률이 높은 부위입니다.배터리 팩 쉘의 실험적 시뮬레이션과 최적화는 배터리 팩의 신뢰성 설계를 향상시키는 일반적인 방법이 되었습니다.
업계 요구 사항에 따라 배터리 팩 쉘의 밀봉은 IP6K7 수준에 도달해야 하며 일부 회사에서는 IP6K9K 수준에 도달해야 합니다.배터리 팩 쉘의 밀봉 길이는 일반적으로 최대 수 미터로 길고 밀봉 설계 구조가 작기 때문에 밀봉 성능에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
1-마찰 교반 용접 (FSW) 의 기본 원리
고속 회전 교반 헤드가 공작물에 삽입된 후 용접 방향을 따라 이동합니다.믹싱 헤드와 공작물 사이의 접촉 영역은 마찰을 통해 열을 발생시키며, 이는 믹싱 니들의 움직임으로 인해 주변 금속의 가소성을 약화시키고, 믹싱 니들 뒤의 캐비티를 채우는 금속층을 연화시킵니다.
현재 마찰 교반 용접은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 티타늄 및 기타 매체 또는 이종 재료의 연결에 주로 사용됩니다.
2-마찰 교반 용접 (FSW)
용접 시작 시: 고속 회전 숄더와 바늘 모양의 돌기가 있는 교반 도구를 용접할 부품의 용접 부위에 놓습니다.샤프트 숄더를 동시에 사용하면 플라스틱 상태에서 재료가 넘치지 않도록 할 수 있습니다.
용접 공정 중: 교반 헤드와 용접 재료 사이의 마찰 저항으로 인해 마찰열이 발생하여 재료가 부드러워지고 소성 변형이 발생하여 소성 변형 에너지가 방출됩니다.믹싱 헤드가 용접할 인터페이스를 따라 전진하면 열가소성 재료가 믹싱 헤드의 전면에서 후면으로 이동하고 믹싱 헤드 숄더의 단조 작용에 따라 공작물 간의 고상 연결이 이루어집니다.
용접이 끝날 때:머리를 저어서 부품을 돌려라
마찰 교반 용접 공정
3-기술 및 특징
작은 변형: 재료를 녹일 필요가 없으며 열 입력이 낮고 변형이 최소화됩니다.
적응력이 강하다:환경 온습도의 영향을 받지 않고 적응성이 강하다.
우수한 성능:용접 영역은 기포나 수축 결함 없이 촘촘한 단조 구조를 형성합니다.
환경 및 안전:용접 공정은 아크, 연기, 스플래시 등을 생성하지 않으며 안전, 녹색, 친환경적입니다.
마찰교반용접 접합부의 강도 시험
마찰 교반 용접은 일반 용접 시나리오에 비해 다음과 같은 뛰어난 장점을 가지고 있습니다:
솔리드 용접 기술에 속하며 용접 과정에서 용접 재료가 녹지 않습니다.
용접 조인트의 품질이 좋고 용접은 세밀한 단조 구조를 가지며 기공, 균열 및 슬래그 함유물과 같은 결함이 없습니다.
용접 위치에 관계없이 다양한 형태의 접합 용접을 수행할 수 있습니다.
용접 효율이 높아 0.4-100mm 두께 범위 내에서 단방향 용접 성형을 수행할 수 있습니다.
용접 부위의 잔여 응력이 낮고 변형이 적어 고정밀 용접을 할 수 있습니다.
조인트 강도, 피로 성능, 충격 인성이 좋습니다.
용접 비용이 낮고, 용접 공정 소비가 없고, 용접사가 가스를 채우고 보호할 필요가 없습니다.
용접 작업은 간단하고 자동 용접을 구현하기 쉽습니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
알루미늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 열 안정성, 내식성 및 열 전도성, 비자성, 성형 용이성 및 높은 재활용 가치 등의 장점을 갖고 있어 배터리 팩의 경량 설계에 이상적인 소재입니다.
현재, 알루미늄 합금 배터리 트레이와 플라스틱 상단 커버 솔루션은 놀라울 정도로 경량화된 효과를 가지고 있어 많은 자동차 제조업체에서 채택하고 있습니다.배터리 트레이는 알루미늄 압출 프로파일 + 교반 마찰 용접 + MIG 용접 솔루션을 채택하여 종합적인 적용 비용이 낮고 성능 요구 사항을 충족하며 수냉식 배터리 순환 수로의 통합을 실현할 수 있습니다.
일반적인 배터리 트레이는 주로 다음 그림과 같이 6 시리즈 압출 강재를 사용하여 함께 용접되는 알루미늄 합금 프레임과 알루미늄 합금 강판으로 구성됩니다.
알루미늄 합금 배터리 트레이
단면 구조 및 재료: 프레임과 바닥 판은 알루미늄 합금 압출 프로파일로 만들어집니다. 재료는 일반적으로 6061-T6(항복 강도 240MPa, 인장 강도 260MPa), 6005A-T6(항복 강도 215MPa, 인장 강도)입니다. 255MPa)) 및 6063-T6(항복 특성 170MPa, 인장 용량 215MPa).섹션 복잡성, 비용, 도구 소비 등의 요소를 기반으로 어떤 특정 브랜드를 선택할지 고려하세요.
기술적 어려움:
프레임과 후면판은 배터리 모듈의 전달체로 강도에 대한 요구가 높다.따라서 강도를 보장하기 위해 일반적으로 구멍이 있는 이중 횡단면을 선택합니다.후면판의 두께는 일반적으로 10mm 정도이고 벽 두께는 2mm 입니다.단층 알루미늄 판은 사용이 적다.
프레임의 일반적인 횡단면은 6061-T6 재질로 만들어진 여러 개의 구멍으로 구성되며 가장 얇은 벽 두께는 2mm 입니다.
후면판의 일반적인 횡단면은 주로 배터리 모듈을 설치하는 데 사용되는 위쪽 돌출부를 포함하여 여러 개의 구멍으로 구성됩니다.단면 크기가 크고 두께가 2mm 에 불과하며 재료는 일반적으로 6005A-T6 을 사용합니다.
강 쉐이프 단면
솔루션:
후면판과 후면판, 후면판과 프레임은 주로 마찰 용접을 저어서 연결됩니다.용접 강도는 기판의 약 80% 에 도달 할 수 있습니다.
후면판 강재는 마찰 교반 용접 조인트를 사용하고, 후면판 사이에는 양면 접합 용접을 사용합니다.양면 용접 강도가 높고 변형이 작다.
프레임과 바닥 사이에 양면 마찰 교반 용접 조인트가 형성됩니다.교반 헤드를위한 충분한 공간을 확보하기 위해서는 프레임과 교반 헤드 사이의 간섭을 방지하고 프레임 프로파일의 크기와 압출의 어려움을 증가시키지 않도록 프레임과 백플레인 사이의 확장 길이가 충분히 길어야합니다.그러나 양면 용접은 강도가 높고 변형이 작은 특성이 있으며 이는 주요 장점이기도 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
알루미늄 압출 가이드
최근 몇 년 동안, 제품 제조와 설계에서 알루미늄 압출에 대한 수요가 끊임없이 증가하고 있다.이로 인해 전문적이고 신뢰할 수 있는 알루미늄 압출 제조업체에 대한 수요가 증가했습니다.이 제조 공정에 대해 모른다면 올바른 위치에 있습니다.이 기사에서는 알루미늄 압출에 대해 자세히 논의할 것입니다.
알루미늄 압출 가이드
1-알루미늄 압출이란 무엇입니까?
특정 횡단면 프로파일을 사용하면서 알루미늄 재질이 금형을 통과하도록 하는 프로세스입니다.제조업체는 강력한 펀치를 사용하여 금형에서 알루미늄을 짜냅니다.
강한 압력으로 인해 알루미늄이 금형 개구부에서 나옵니다.알루미늄이 금형 전면으로 나오면 금형과 동일한 형상을 가지게 됩니다.그런 다음 지그가 알루미늄을 꺼냅니다.알루미늄 압출 공정은 특히 기본 수준에서 이해하기 쉽습니다.
금형 전면을 통해 알루미늄을 밀어내는 힘과 재료를 꺼내기 위해 튜브를 쥐어짜는 힘을 연관시킬 수 있습니다.튜브에 압력을 가하면 튜브 내부의 재료가 튜브 입구와 동일한 모양을 갖게 됩니다.
따라서 이는 알루미늄의 모양이 금형의 개구부에 따라 달라짐을 의미합니다.원형의 경우 둥근 개구부가 필요하고, 정사각형, 정사각형 개구부 등이 필요합니다.
2-압출할 모양
돌출된 모양을 세 가지 범주로 정렬할 수 있습니다.
a. 단단한
솔리드 모양에는 닫힌 개구부나 빈 공간이 없습니다.각도, 빔 또는 막대는 이 특정 범주에 속하는 일반적인 예입니다.
b.구멍
Hollow에는 일반적으로 하나 이상의 간격이 있습니다.예를 들어 직사각형 또는 정사각형 튜브입니다.
c. 반중공
이러한 모양에는 부분적으로 둘러싸인 보이드가 있는 경우가 많습니다.예를 들어 간격이 좁은 "C" 채널입니다.
3- 알루미늄 압출 공정
압출은 에너지, 항공우주, 전자, 자동차, 건설 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.여러 압출 공정을 사용하면 매우 복잡한 모양도 얻을 수 있습니다.
아래에서는 알루미늄 압출 공정을 10단계로 설명합니다.
1단계:압출 다이 준비 및 이동
첫째, 알루미늄 압출 제조업체는 H13 강철을 사용하여 원형 금형을 가공합니다.
물론 일부 제조업체는 이미 원하는 모양을 갖추고 있습니다.이 경우에는 창고에서 꺼내기만 하면 됩니다.
금형은 섭씨 450~500도 사이에서 예열되어야 합니다.이는 금형의 수명을 극대화하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 금속 흐름도 균일하게 보장합니다.금형이 예열되면 압출기에 넣을 수 있습니다.
2단계:압출 전 알루미늄 잉곳 가열
다음 단계는 알루미늄 빌렛을 가열하는 것입니다.기본적으로 알루미늄 합금의 원통형 고체 블록입니다.제조업체는 알루미늄 합금 재료의 긴 로그에서 블랭크를 추출합니다.예열을 위해 오븐에 넣어야 합니다.온도는 섭씨 400도에서 500도 사이여야 합니다.
빌렛을 가열해도 완전히 녹지는 않습니다.그러나 압출 중에 항복할 만큼 충분히 연성을 갖게 됩니다.
3단계:압출을 빌렛 프레스로 옮기다
블랭크를 원하는 대로 가열하면 기계적으로 압출기로 옮겨집니다.그러나 블랭크에 이형제나 윤활제를 도포하는 것이 중요합니다.이 단계는 블랭크를 프레스에 로드하기 전에 수행되어야 합니다.
또한 압출 펀치에 동일한 이형제를 적용하는 것이 중요합니다.이렇게 하면 펀치와 블랭크가 서로 달라붙지 않게 됩니다.
4단계:블랭크를 용기에 밀어 넣습니다.
블랭크를 압출기로 옮긴 후 압력을 가할 차례입니다.펀치는 단조 가능한 블랭크에 약 수백, 수천, 심지어 수만 톤의 압력을 가합니다.압력을 가하면 블랭크가 압출기의 용기에 강제로 들어가게 됩니다.
이 물질은 팽창하여 점차적으로 용기의 벽을 채웁니다.
5단계: 압출된 재료가 금형에서 나옵니다
재료가 용기를 채운 후에도 플런저는 여전히 압력을 가하고 있습니다.이는 재료가 이제 압출 다이 위로 밀려나는 것을 의미합니다.지속적인 압력으로 인해 알루미늄 소재가 금형 입구를 통과하게 됩니다.
금형 개구부에서 나오면 금형 개구부와 동일한 모양을 갖습니다.이는 지금까지 원하는 모양을 얻었음을 의미합니다.
6단계:담금질 및 노화
풀러는 압출물이 다이 전면에서 나올 때 이를 잡습니다.그러면 이 풀러는 점프 테이블과 함께 이를 안내하는 역할을 담당합니다.테이블의 속도는 나오는 압출기의 속도와 일치합니다.
지그가 움직이면 프로파일이 담금질됩니다.견고함을 유지하려면 균일하게 냉각되어야 합니다.공기 냉각 또는 냉수 냉각을 위해 팬을 사용할 수 있습니다.
7단계:압출 절단
압출이 테이블 전체 길이에 도달한 후에는 아직 압출 공정에서 이를 잘라낼 시간이 아닙니다.이를 위해 제조업체는 뜨거운 톱을 사용합니다.톱은 압출 공정에서 특정 압출을 분리합니다.
참고: 온도는 압출 공정에서 매우 중요한 측면입니다.압출 공정의 모든 단계에서 이를 면밀히 확인해야 합니다.
압출물이 프레스에서 나온 후 급냉하더라도 완전히 냉각되는 데는 여전히 시간이 걸립니다.
8단계:실온에서 압출 냉각
절단이 완료되면 압출물을 냉각 테이블로 옮깁니다.이 과정은 일반적으로 기계적으로 수행됩니다.이제 제조업체는 프로필을 다른 곳으로 옮기기 전에 프로필이 실온에 도달할 때까지 기다립니다.
식힌 후에 펴는 것이 중요합니다.
9단계:스트레칭을 들것으로 옮기기
단면에 왜곡이 나타나는 경우가 있습니다.전문적인 알루미늄 압착 생산자로서, 너는 반드시 이 일을 해야 한다.이 문제를 해결하기 위해서, 너는 작업대 길이의 압착물을 들것에 옮길 수 있다.
각 측면이 양쪽에서 끼었다.그것은 원하는 규격에 도달할 때까지 기계적으로 당겨질 것이다.
10단계:규범에 따라 톱질하다
이제 작업대 길이의 스쿼시가 완전히 냉각되고 직선이므로 톱질 작업대로 옮길 때가 되었습니다.여기서 이 돌출물은 길이에 따라 톱질됩니다.
주: 이 특정 단계의 압착 성능은 T4 템퍼링 성능과 유사합니다.톱질 후 압착 부품을 T5 또는 T6 으로 제한할 수 있습니다.그렇게 하기 위해서, 너는 그것들을 노화된 오븐으로 옮겨야 한다.
5- 압출 후 처리
돌출이 완료되면 강 쉐이프의 열처리를 통해 강 쉐이프의 성능을 향상시킬 수 있습니다.압출 제품의 최종 품목 모양을 향상시키기 위해 알루미늄 압출 제품 제조업체는 다른 최종 품목 유형을 사용했습니다.
그러나 이러한 요구 사항은 열처리가 필요합니다.
(a)기계적 성능을 개선하다
7000, 6000 및 2000 시리즈 합금의 인장 강도 및 응력 내성을 높일 수 있습니다.이러한 향상된 기능을 얻기 위해서는 강재를 오븐에 넣는 것이 중요하다.이러한 난방 처리는 합금이 T5 또는 T6 의 성능 요구 사항을 충족하도록 합니다.
(b)표면 향상
알루미늄 재질은 많은 마무리 작업을 거치게 될 것이다.표면 향상은 알루미늄의 전체적인 외관을 개선할 뿐만 아니라 알루미늄의 부식 성능도 향상시킵니다.예를 들어, 알루미늄을 양극화하면 산화층이 자연스럽게 나타납니다.이로 인해 금속이 두꺼워진다.또한이 공정은 프로파일의 내식성을 향상시킵니다.게다가, 이 금속은 더욱 내마모성이 강해질 것이다.
마찬가지로 이로 인해 다공성 표면이 생성됩니다. 즉, 표면에 다른 색상이 적용됩니다.표면 방사율도 높아진다.
선택할 수있는 다른 마무리 공정이 있습니다.샌드 블라스팅, 분말 코팅, 페인트 등.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
배터리 에너지 저장용 하부박스 맞대기용접 공정 설계
배터리 에너지 저장용 배터리 박스는 에너지 저장 시스템에서 중요한 역할을 한다. 그의 중요한 기능에는 하중 보호, 열 전달 및 온도 균일화, 전기 설치와 방수 밀봉이 포함된다. 배터리의 에너지 밀도에 대한 요구가 점점 높아지고 있는데 알루미늄 합금 재료는 더 높은 열전도 성능과 비교적 낮은 밀도로 인해 알루미늄 합금 재료의 사용은 배터리 시스템의 효율성을 향상시키는 효과적인 솔루션이 되었다.
러너와 박스 측벽의 일체화 성형 설계를 채택하여 주요 하중 지지 부위의 용접 작업을 줄임으로써 전체 구조적 강도를 향상시킬 수 있고, 정적 하중, 리프팅 및 무작위 진동과 같은 다양한 조건에서 구조적 안전과 안정성을 유지할 수 있으며 박스의 기밀성을 어느 정도 개선할 수 있다.
또한 일체화 설계는 부품 수를 감소하고 박스 무게를 줄이는 데 도움이 되며, 압출 성형 공정으로 제조되어 다이 싱킹 비용이 낮고 가공이 편리하고 또 수정하기가 쉬워 다양한 로트의 유연성에 대한 요구를 충족할 수 있다.
1-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 주요 유형
에너지 저장용 액냉식 하부박스의 너비는 일반적으로790-810mm , 높이는40-240mm 로 평판형과 플랜지형으로 구분되며(아래 그림 참조), 액냉식 하부박스의 길이는 에너지 저장 제품의 용량 등 요인과 관련이 있고, 일반적인 방안에는48s, 52s, 104s 등 다양한 규격이 있다.
평판형 액냉식 하부박스
플랜지형 액냉식 하부박스
2-알루미늄 압출 맞대기용접 에너지 저장용 하부박스의 구조 형식
액냉식 하부박스는 전체 배터리 팩의 기본 구조로서 러너가 있는 바닥판, 스트립, 워터노즐, 테두리, 빔, 브래킷, 리프팅 고리 등 부품이 맞대기용접으로 구성된 직사각형 프레임 구조로 모든 부품은 알루미늄 합금 재질이다.
액냉식 하부박스 부품 조립 안내도
액냉식 하부박스는 충분한 하중 지지력과 구조적 강도가 있어야 하는데, 이는 실제 응용 분야에서의 안전성과 신뢰성을 보장하기 위해 용접 공정, 용접부 레벨 제어 및 용접 기술 등 용접 품질에 대한 더 높은 요구를 제출하고 있다.
액냉 기술은 하부박스의 기밀성과 액냉 러너의 기밀성을 포함한 액냉식 하부박스의 기밀성에 대해 높은 요구를 제출하고 있다. 또한 액냉 러너는 냉각수 흐름 압력을 견뎌야 하므로 액냉 러너에 대한 기밀성 요구가 더 높다.
3-용접 품질에 대한 요구
일반적으로 액냉식 바닥판은 교반 마찰 용접을 해야 하며, 평판형 액냉식 하부박스의 플러그에 대해서도 교반 마찰 용접을 채택해야 한다. 보통 교반 마찰 용접부의 함몰은 0.5 이하이며, 탈락되거나 진동 조건하에서 금속 이물질이 떨어지는 현상이 있어서는 안된다.
액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리, 빔, 부품 등은 대부분 TIG 용접 또는 CMT 용접을 채택한다. 각기 다른 구성 요소의 성능 요구 차이를 고려하여 액냉 러너, 테두리, 워터노즐, 리프팅 고리 등은 모두 풀용접을 채택하고 빔, 부품 등은 세그먼트 용접을 한다. 전면 및 후면 배터리 모듈 빔 영역의 평면도 단일 모듈은 <1.5mm, 전체 평면도는 <2mm, 테두리 평면도, 단일 테두리 길이가 500씩 증가할 때마다 ±0.5를 한다.
용접부 표면에는 균열, 요구대로 용접되지 않은 부분, 용융되지 않은 부분, 표면 기공, 노출된 슬래그, 풀용접되지 않은 부분 등의 결함이 없어야 한다. 일반적으로 워터노즐 용접부의 높이는 ≤6mm이어야 하고 다른 위치의 용접부는 박스의 아래쪽 표면을 초과하지 않아야 하며 전면 및 후면 모듈 빔의 내부 용접부는 내부 측면보다 돌출되어서는 안된다.
용접부의 용융 깊이는 관련 표준 요구 사항을 충족해야 한다. 아크 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 60% 이상이어야 하며, 레이저 용접과 교반 마찰 용접 이음매는 인장강도가 모재 인장강도의 최저치의 70% 이상이어야 한다.
또한 하부박스의 용접은 반드시 기밀성 IP67의 표준도 충족해야 하므로 용접 후 처리의 경우 일반적으로 전면 및 후면 모듈 빔 영역의 용접 슬래그, 용접부를 평평하게 연마해야 한다. 팔레트의 외부 용접에 대해 연마를 해서는 안되며, 밀봉된 표면의 용접부에 대해서는 테두리와 큰 높이 차이가 없도록 평평하게 연마해야 한다.
표: 에너지 저장 형재 맞대기용접 액냉식 하부박스의 공정 모델 선택 및 대표적인 적용
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다.
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다.
사각핀 라디에이터 설계
라디에이터의 기능은 일정한 부피의 공간에서 더 높은 열전달 면적을 얻고 구조적 형태를 개선하여 표면에서 주변 유체까지의 열전달 효율을 높이고 표면 처리 등 방법을 구현하여 효과적인 열전달 면적을 증가시킴으로써 방열 강화, 온도 제어 목표를 달성하는 것이다.
부피 출력 밀도, 열 흐름 밀도 요구 사항이 낮은 응용 시나리오에서 사각핀 열 침전은 간단한 구조, 합리적인 제조 비용과 양호한 방열 성능 등 특징이 있어 엔지니어들의 각광을 받고 있다.
Comparision of different heat transfer methods
1-라디에이터 핀 설계
라디에이터는 주로 방열 확장 표면으로 주로 핀의 높이, 형태, 간격 및 기판 두께 등 매개변수를 중심으로 전개된다.
Plate fin heat sink dimensions
위의 그림에 따라 라디에이터의 확장 면적을 계산할 수 있다.
단일 핀의 면적:Af = 2L（h+t/2），
간극부위 면적:Ab=Lh,
방열 부분의 총 면적: At=nAf+(n±1) Ab(n은 핀의 수이다)
Fin sectional view
방열판의 주요 작용은 표면적을 증가시켜 열 전달 효율을 높이는 것이다. 라디에이터 핀의 간격, 두께와 높이는 라디에이터 핀의 수, 분포 및 전개 면적을 결정하는 중요한 요소이다. 위의 그림과 같이 h↑ 또는 t↓일 때 핀은 더 높고 얇고 더 조밀하여 더 큰 방열 확장 면적을 얻을 수 있다.
방열핀의 표면적이 커지면 공기와의 접촉 면적도 그에 따라 증가하여 열이 더 쉽게 방출된다. 엔지니어는 또 물결무늬 모양, 톱니 모양 등과 같이 핀의 모양을 최적화하는 방식을 통해 라디에이터의 확장 면적을 더욱 늘릴 수 있다.
방열핀의 표면적이 클수록 방열효과가 좋지만, 방열핀이 클수록 좋다고 볼 수는 없다. 자연 방열을 사용하든 강제 냉각을 사용하든 라디에이터 핀 사이의 간격은 표면을 흐르는 공기의 열교환 계수를 결정하는 중요한 요소이다.
The impact of Fin spacing and height on heat dissipation efficiency
자연 방열의 경우, 라디에이터 벽면은 표면의 온도변화로 인해 자연 대류를 일으켜 핀 벽면의 공기층(경계층)을 흐르게 되며, 핀 간격이 너무 작으면 자연 대류의 원활한 흐름을 방해한다. 강제 냉각의 경우, 핀 경계층의 두께가 압축되어 핀 사이의 간격이 상대적으로 좁아질 수는 있지만 가공 수단과 동력 요소의 구동력의 영향을 받아 너무 작아지지는 않으므로 실제 설계에서 핀의 두께와 높이의 균형은 매우 중요하다.
2-라디에이터 기판 설계
기판의 두께는 라디에이터의 효율에 영향을 미치는 중요한 요소이다. 라디에이터 기판이 얇으면 열원에서 멀리 떨어진 핀에 전달되는 열 저항이 더 커서 라디에이터의 온도 분포가 고르지 않고 열 충격에 대한 저항력이 약해진다.
기판 두께를 증가시키면 온도 불균형의 문제를 개선할 수 있고 라디에이터의 열 충격 저항력을 향상시킬 수 있다. 하지만 너무 두꺼운 기판은 열이 축적되어 오히려 열전도 능력을 감소시킨다.
Heatsink working principle diagrammatic sketch
위 그림과 같이:
열원의 면적이 바닥판의 면적보다 작을 경우, 열은 중심에서 가장자리로 확산되어 확산 열 저항을 형성한다. 열원의 위치는 또한 확산 열 저항에도 영향을 미친다. 열원이 라디에이터 가장자리에 가까우면 가장자리를 통해 열이 더 쉽게 전달되어 확산 열 저항이 감소한다.
주: 확산 열 저항은 라디에이터 설계에서 열이 열원의 중심에서 가장자리로 확산되는 과정에서 발생하는 저항을 말한다. 이러한 현상은 일반적으로 열원의 면적이 바닥판의 면적과 크게 다를 때 발생하며, 열은 작은 영역에서 큰 영역으로 확산된다.
3-핀과 기판의 접합 공정
라디에이터 핀과 기판의 접합 공정은 일반적으로 양자 사이의 양호한 열 전도와 기계적 안정성을 보장하기 위해 여러 가지 방법이 있는데 주로 크게 일체 성형과 비일체 성형의 두 가지 범주로 나눈다.
일체 성형의 라디에이터는 라디에이터 핀과 라디에이터 기판이 일체화되어 있어 접촉 열 저항이 없다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 알루미늄 다이캐스팅 성형: 알루미늄 잉곳을 녹여 액상으로 만든 후 고압으로 금속 몰드에 충진하고 다이캐스팅기를 통해 직접 다이캐스팅 성형하여 라디에이터를 만들며 복잡한 모양의 라디에이터 핀을 제작할 수 있다.
l 알루미늄 압출 성형: 알루미늄 재료를 가열한 후 알루미늄 재료를 압출 실린더에 넣고 특정 압력을 가하여 특정 다이 구멍에서 흘러나오도록 하여 필요한 단면 모양과 크기의 블랭크를 얻은 다음 절단, 정밀 가공 등 추가 가공을 거친다.
l 냉간 단조 처리의 장점은 세밀한 라디에이터 핀으로 제작할 수 있어 재료의 열전도율이 높지만 비용이 상대적으로 높으며 이형 처리 능력이 알루미늄 압출보다 우수하다.
l 릴리빙 라디에이터 재질은 구리일 수 있다. 열전도율이 높고 핀이 매우 세밀하며, 핀을 기판에서 직접 커터로 삽질할 수 있어 핀의 높이가 높고 길이가 길면 응력의 영향을 받아 핀이 변형되기 쉽다.
비일체 성형, 라디에이터 핀과 라디에이터 기판을 별도로 가공한 다음 라디에이터 핀을 용접, 리벳팅, 접착 등 공정을 통해 접합시킨다. 주로 다음과 같은 몇 가지 공정이 있다.
l 용접식: 핀과 기판을 금속 접합제를 이용하여 용접으로 연결시키며 고온 납땜과 저온 솔더페이스트 용접이 있다.
용접 열전달 성능이 우수하다. 솔더페이스트로 Al 기판과 핀을 용접하려면 먼저 니켈 도금이 필요한데 이는 비용이 많이 들어 대형 라디에이터에는 적합하지 않는다. 납땜은 니켈 도금이 필요하지 않지만 용접 비용이 여전히 높다.
l 리벳팅식: 핀을 기판의 홈에 삽입한 후 몰드를 통해 홈을 중앙으로 압출하여 핀을 단단히 감싸서 굳게 결합된다.
리벳팅식의 장점은 열전달 성능이 우수하다. 하지만 리벳팅된 제품은 반복 사용 후 틈새 및 헐거움의 위험이 있다. 리벳팅 공정을 개선하여 신뢰성을 높일 수 있지만 그에 따라 비용이 증가하므로 리벳팅식의 탭 라디에이터는 신뢰성 요구가 높지 않은 경우에 많이 사용된다.
l 접착식: 일반적으로 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 핀과 기판을 단단히 접착하여 열 전도를 실현한다.
접착식은 열전도성 에폭시 수지를 사용하여 용접에 비해 열전도율이 훨씬 낮지만 FIN이 높은 고배율, 작은 간격의 라디에이터에 적합하다. 방열 성능에 대한 요구가 높지 않은 시나리오에서 사용할 수 있다.
당사는 열설계와 경량화에 관한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하여 참고할 수 있도록 공유해 드리겠습니다
Walmate에 관심을 가져주셔서 대단히 감사합니다
1
유체 시뮬레이션
모의 소프트웨어를 사용하여 방열판과 냉각판의 열 방출 성능 분석
1
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
1
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
열교환
냉각수는 펌프에 의해 구동되는 파이프를 통해 순환됩니다.냉각수는 서버 내부의 열교환기를 통과하면서 고온의 부품(CPU, GPU 등)과 열을 교환하여 열을 빼앗아갑니다.
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
Lori Customer Cases
Lori is a heat sink manufacturer of design and manufacturing high power heat sink, we have provided innovative thermal solutions for many high power industry device such as Aerospace industry,Medical, Communication server, Consumer Electronics etc. Our solutions include high power heat pipe thermal mould, liquid cooling system, staked fin heat sink solution etc.
액체 냉각 기술의 특징
액체 냉각 솔루션의 기본 원리: 액체 냉각은 액체를 냉매로 사용하고 액체 흐름을 사용하여 데이터 센터 IT 장비의 내부 구성 요소에서 발생하는 열을 장비 외부로 전달하여 IT 장비의 가열 구성 요소가 냉각되어 장비의 안전한 작동을 위한 IT 기술을 보장합니다.
액체 냉각의 장점: 액체 냉각은 에너지 효율이 매우 높고 열 밀도가 매우 높으며 열을 효율적으로 발산할 수 있으며 고도, 지역, 온도 및 기타 환경의 영향을 받지 않습니다.
Walmate의 냉각판 액체 냉각 솔루션:
냉판액냉식은 가열장치의 열을 액체냉각판(보통 구리, 알루미늄 등 열전도성 금속으로 구성된 폐쇄공동)을 통해 순환관로에 둘러싸인 냉각액에 간접적으로 전달하는 방식으로, 냉각수를 통해 열을 방출합니다.냉각판 액체 냉각 솔루션은 가장 높은 기술 성숙도를 갖추고 있으며, 고전력 소비 장비의 배치 문제를 해결하고, 에너지 효율을 개선하고, 냉각 운영 비용을 절감하고, TCO(총 소유 비용)를 절감하는 효과적인 응용 솔루션입니다.
AI 및 슈퍼컴퓨팅 분야의 방열 요구사항 특성
높은 전력 소비와 높은 밀도는 데이터 센터의 미래이며, 액체 냉각은 AI 서버의 주류 냉각 솔루션이 될 것입니다.
2
DFM 최적화 제안
생산 과정에서 발생할 수 있는 잠재적인 오류와 결함을 줄여 제품이 설계 요구 사항을 충족하는 품질 기준을 보장합니다.
2
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
2
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
수냉식 서버가 점점 더 대중화되는 이유는 무엇입니까?
●대형 모델과 AIGC의 인기로 인해 다양한 지역에서 지능형 컴퓨팅 센터 및 컴퓨팅 파워 센터 건설이 급증했습니다.
●"이중 탄소" 정책이 지속적으로 발전함에 따라 국가는 데이터 센터 PUE에 대한 더 높은 요구 사항을 제시했습니다.핵심 IT 인프라로서 서버는 열 방출 및 "탄소 에너지 이중 테스트"와 같은 다양한 압력을 견뎌야 합니다.
●칩의 화력이 공기 냉각의 한계에 도달했습니다.서버에 액체 냉각 기술을 적용하는 것은 선호되는 방법 중 하나가 되었습니다.
기술 및 비즈니스 동향
대형 모델 등 일련의 AIGC 제품이 상용화되면서 AI 서버에 대한 수요가 급증할 것이며, 고성능 CPU와 GPU 칩이 대량 탑재되면서 AI 서버 전체의 전력 소모도 높아질 전망이다.
CPU 측면에서는 코어 수가 증가함에 따라 프로세서 성능이 지속적으로 향상되어 프로세서 성능이 지속적으로 증가합니다. 특수한 시나리오(예: 고성능 클라우드 컴퓨팅)에서는 프로세서가 컴퓨팅 성능을 향상하고 더욱 향상시키기 위해 오버클럭을 사용합니다. 전력 소비.
GPU의 경우, 최신 제품 중 일부는 최대 700W의 전력 소비를 가지며 이는 기존 공랭식 시스템의 열 방출 성능을 초과합니다.
미래에 AI 클러스터의 컴퓨팅 전력 밀도는 일반적으로 캐비닛당 20~50kW에 도달할 것으로 예상됩니다. 자연 공기 냉각 기술은 일반적으로 격리된 열기 및 냉기 덕트와 수냉식 에어컨을 갖춘 마이크로 모듈만 지원합니다. 수평 냉각의 경우 캐비닛 전력이 15kW를 초과하면 비용 성능이 크게 저하됩니다. 냉각 및 냉각 솔루션의 성능과 경제적 이점이 점차 강조됩니다.
열 방출
냉각수는 라디에이터를 통해 환경으로 열을 방출하고 낮은 온도를 유지함으로써 서버의 지속적이고 안정적인 작동을 달성합니다.
3
제품 테스트
우리는 고객의 요구를 충족시키기 위해 맞춤형 테스트 프로그램을 제공합니다.
3
응용 시나리오
근무 조건:높은 열유속 시나리오
설치 레이아웃:단면 설치
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 좋은 방열 효과
3
응용 시나리오
기술：알루미늄 프로파일 재단사 용접
레이아웃 및 설치:하단 액체 냉각
일반적인 응용 분야: 고객 맞춤화
특징: 가벼운 무게, 좋은 냉각 효과
수소연료전지차 냉각시스템 개요
종이 개요:양성자 교환막 연료전지(PEMFC)라고도 알려진 수소 연료전지는 고효율, 배출가스 제로, 오염 제로라는 장점으로 인해 전기자동차 충전소, 자동차 및 기타 발전 시설에 널리 사용됩니다.수소연료전지차는 운행 중 기존 연료전지차에 비해 3~5배 더 많은 열을 방출한다.본 글에서는 수소연료전지의 방열 관련 최신 기술을 간략하게 소개한다.
1-수소 연료전지의 작동 원리
수소 연료전지는 작동 중에 많은 열을 방출하며, 그 중 전기화학 반응 열이 약 55%, 비가역 전기화학 반응 열이 약 35%, 쥴 열이 약 10%, 응축 열 및 기타 다양한 열 손실이 약 5%를 차지합니다.수소 연료전지가 생성하는 열량은 그들이 생성하는 전기 에너지와 거의 같습니다.시간 내에 방전되지 않으면 배터리 내부 온도가 크게 상승하여 수명에 영향을 미칩니다.
PEM 반응 원리
2-수소 연료 전지 냉각
연료 구동 자동차에 비해 수소 연료 전지 자동차는 더 높은 발열량과 더 복잡한 시스템을 가지고 있습니다.동시에 수소 연료 전지의 작동 온도 제한으로 인해 수소 연료 전지와 외부의 온도 차이가 적어 냉각 시스템의 열 방출이 더욱 어렵습니다.수소 연료 전지의 작동 온도는 유체 흐름 저항, 촉매 활성, 스택 효율 및 안정성에 큰 영향을 미치므로 효율적인 냉각 시스템이 필요합니다.
액체 냉각 기술은 현재 수소 연료 전지가 자동차에 적용되는 주요 기술입니다.시스템 압력 강하를 줄여서 워터 펌프의 전력 소비를 낮추고, 최소한의 전력 소비로 수소 연료 전지에서 과도한 열을 제거하며, 순환 작동 유체의 흐름 분포를 최적화하여 내부 온도 차이를 줄이고 연료 전지의 온도 분포 균일성을 향상시키는 것을 목표로 합니다.
수소 연료 전지에서 발생하는 열의 90%는 열전도와 대류를 통해 냉각 시스템에 의해 제거되며, 나머지 10%의 열은 복사를 통해 외부 환경으로 분산됩니다.전통적인 냉각 방식에는 공기 냉각, 액체 냉각, 그리고 상변화 냉각이 포함됩니다.
3-PEMFC 시스템의 열전달
3.1배터리 스택 냉각
PEMFC 내부에서 발생한 열은 PEMFC 내부의 다양한 구성 요소와 외부 환경 간에 전달됩니다. 연료 전지 스택 내부의 열 전달은 각 부품의 열 저항과 부품 간의 접촉 열 저항에 주로 의존합니다. 기체 확산층은 주요 발열 부품(막 전극)과 주요 열 방출 부품(양극판)을 연결하는 "다리" 역할을 하기 때문에, 이 열 저항과 다른 부품과의 접촉 열 저항의 크기는 PEMFC 내부의 열 전달 성능에 중요한 영향을 미칩니다.또한, 서로 다른 부품 간의 접촉 열 저항은 연료 전지 스택의 내부 열 전달에 중대한 영향을 미칩니다.
3.2냉각수 열전달
연료 전지의 냉각 방법에는 공기 냉각, 액체 냉각, 상변화 냉각이 포함됩니다.
냉각제의 열 전달에 영향을 미치는 요소로는 PEMFC 스택의 끝단, 냉각제 자체, 및 열 교환기가 있습니다. 냉각제는 PEMFC 스택 끝단의 양극판과 직접 접촉하기 때문에 냉각제 흐름 경로의 구조가 열 전달에 중요한 영향을 미칩니다. 또한, 냉각제 자체의 특성도 관련 열 전달 과정에 영향을 미칩니다.사용 가능한 공간이 부족하다는 점을 고려할 때, 열용량이 더 큰 냉각제를 선택하면 열 교환기의 크기를 줄이고 PEMFC의 열 관리 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 새로운 고효율 냉각제에 대한 수요가 점점 더 뚜렷해지고 있습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
열 설계 과제 및 방열판 가공 및 제조
전자 장비의 소형화 추세는 날로 높아지고 있으며, 더 많은 기능, 더 높은 성능에 대한 수요는 각 패키지 수준의 폼 팩터 축소를 더욱 추진하여 전력 밀도가 급속히 상승하고 있습니다.
칩 패키징 프로세스 및 TDP
설비의 소형화는 비용 절감에서 비롯된 것으로, 열 솔루션은 제품의 중량, 부피, 비용을 직접 증가시키고 기능적 이점은 없지만 제품의 신뢰성을 제공합니다.부품 온도를 정해진 범위 내에서 통제하는 것은 설계 수용 정도를 결정하는 통행기준이므로 효과적인 냉각은 전자 제품의 안정적인 운영과 장기적인 신뢰성에 매우 중요합니다.
한편, 설비를 소형화한 결과, 설계 여유는 점점 줄어들고, 과잉 설계에 대한 관용은 갈수록 낮아지고 있다.한편 소형화의 전반적인 추세는 점점 복잡해지고 복잡한 기하학 모델을 만들어 제품의 기계 성분과 전자 성분의 긴밀한 통합을 심화시켰다. 그 결과, 흐름 공간이 크게 압축되어 대류 가열 범위가 제한되고 열 설계의 핵심 소재인 방열판의 구조가 더 복잡해집니다.
히트싱크는 전자장비의 열 설계에서 가장 일반적으로 사용되는 열 강화 구성품입니다. 강화 원리는 열교환 면적을 늘리는 것이며, 일반적으로 열원의 열흐름 밀도, 열 구성품의 온도 요구 사항, 제품 내부 공간 크기, 히트싱크 설치 및 외관 디자인 등의 요구 사항을 고려합니다.
방열판의 성능은 재질, 기하학적 치수, 바닥 평탄도, 열 저항, 표면 처리, 설치 및 고정 방법, 작업 환경 온도 및 습도를 포함한 여러 요인의 영향을 받습니다.
1.방열판 소재
방열판의 재료는 주로 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리, 철 등입니다.알루미늄은 자연계에서 가장 풍부한 금속 원소로, 가볍고 부식성이 강하며 열전도율이 높아 라디에이터의 원료로 적합하다.알루미늄에 약간의 금속을 추가하여 알루미늄 합금을 형성하면 재료의 경도를 크게 높일 수 있다.흑연은 금속 재질의 전도성, 열전도성을 가지고 있으며, 동시에 유기 플라스틱과 같은 가소성을 가지고 있어 전자 통신 조명 등의 분야에서 더욱 응용된다.
2. 히트싱크 제조 공정
히트싱크의 주요 가공기술로는 CNC, 알루미늄 압출, 스키빙, 핀 삽입 등이 있습니다.
알루미늄 압출: 알루미늄 압출 방열판은 알루미늄 잉곳을 약 460℃로 가열한 후, 반고체 알루미늄을 고압 하에서 홈이 있는 압출 다이를 통해 흐르게 하여 방열판의 초기 모양을 압출한 후 절단하고 추가 가공하여 제작됩니다.알루미늄 압착 공정은 라디에이터의 평탄도 등의 치수 요구 사항을 정확하게 보장할 수 없으므로 일반적으로 후기에는 추가 가공이 필요합니다.
스키빙: 스키빙은 특정 각도로 긴 판금(일반적으로 알루미늄 합금 또는 구리 합금) 스트립을 절단하여 재료를 조각으로 자르고 곧게 펴서 직선 핀 구조를 형성함으로써 이루어집니다. 스키빙의 장점은 핀 밀도가 더 높고 핀 높이 곱셈 비율이 더 큰 방열판을 처리할 수 있다는 것입니다.
인서트 핀: 인서트 핀 방열판의 가공은 핀을 방열판 베이스 플레이트에 삽입하고 접착 용접, 브레이징 또는 압출을 통해 핀을 베이스에 연결하여 이루어집니다. 핀과 방열판 베이스의 조합은 매우 중요합니다. 올바르게 처리하지 않으면 특정 접촉 열 저항이 형성되어 인서트 핀 방열판의 방열 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
3.히트싱크 표면처리
알루미늄 합금은 공기 중에서 쉽게 산화되지만(산화알루미늄 피막 형성) 이러한 자연 산화층은 치밀하지 않고 내식성이 약하며 미관, 내식성, 방열 성능 향상 등의 요구 사항에 따라 오염되기 쉽습니다. , 금속 라디에이터에는 표면 처리가 필요합니다. 일반적인 표면 처리 공정에는 양극 처리, 샌드 블라스팅, 화학적 니켈 도금 및 베이킹 페인트 등이 포함됩니다.
양극산화: 양극산화의 원리는 본질적으로 물 전기 분해입니다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 유전체 용액에 양극으로 넣습니다. 전기 분해를 통해 표면에 알루미늄 산화막을 형성하는 공정을 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 양극산화라고 합니다. 양극산화 후 방열판의 표면 방사율이 증가하고 열 복사의 방열 용량이 향상됩니다. 양극산화는 알루미늄/알루미늄 합금의 색상을 유지하거나 변경할 수 있습니다. 대부분의 방열판은 검은색 양극산화를 사용합니다.
샌드블라스팅: 샌드블라스팅은 압축 공기를 동력으로 사용하고 고속 모래 흐름의 충격을 사용하여 라디에이터 표면을 청소하고 거칠게 만드는 공정을 말합니다. 이 공정은 표면에 대한 충격과 절단 작용을 통해 방열판 표면의 녹과 같은 모든 먼지를 제거할 뿐만 아니라 제품 표면에 균일한 금속 광택을 보이게 할 수 있습니다.
화학 니켈 도금: 화학 니켈 도금은 수용액에서 물체 표면에 니켈 합금을 증착하는 공정입니다. 이 도금의 특징은 표면 경도가 높고, 내마모성이 좋으며, 도금이 균일하고 아름다우며, 내식성이 강합니다. 구리와 알루미늄은 직접 용접할 수 없기 때문에 납땜과 같은 공정을 사용하여 용접하기 전에 둘 다 화학 니켈로 도금해야 합니다.
페인트 베이킹: 페인트 베이킹은 고온(280℃~400℃)에서 방열판 표면에 테프론이라는 고성능 특수 코팅을 추가하는 공정으로, 방열판 표면을 끈적거리지 않고, 내열성, 내습성, 내마모성, 내식성으로 만듭니다. 페인트 베이킹은 기존의 페인팅 공정과 비교하여 미관과 열전도성 모두에서 장점이 있습니다. 그러나 히트파이프 방열판은 고온으로 인해 팽창 및 변형되기 쉽기 때문에 베이킹 시 저온 페인트 베이킹이 필요합니다.
처리해야 할 전력이 계속 증가함에 따라 히트싱크는 히트 파이프, 핀 등의 장치와 결합되어 더욱 고성능의 냉각 모듈을 형성하기 시작했으며, 방열 효율이 더 높은 수냉식 히트싱크가 등장했습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
신에너지 자동차 전자제어 시스템에 IGBT를 적용하고 방열기술
개요: 신에너지 자동차의 전자 제어 시스템의 주요 가열 장치는 인버터이며, 그 기능은 배터리의 DC 전원을 모터를 구동할 수 있는 AC 전원으로 변환하는 것입니다.이 과정에서 인버터의 IBGT에서 많은 열이 발생합니다.이러한 장치의 방열 문제를 해결하기 위해 이 기사에서는 인버터의 작동 원리와 고급 액체 냉각 기술을 소개합니다.
1-신에너지 차량 전자 제어 시스템에 IGBT 적용
전자제어시스템은 신에너지 자동차의 배터리와 구동모터를 연결하는 전기에너지 변환장치로서 모터 구동 및 제어의 핵심입니다.인버터는 고전압 배터리와 모터 전원을 연결하여 서로 변환하는 장치로 DC 전원(배터리, 축전지)을 고정 주파수 및 정전압 또는 주파수 조정 및 전압으로 변환하는 역할을 담당하는 변환기입니다. - 규제된 교류(일반적으로 220V, 50Hz 사인파)로 신에너지 차량의 전기 에너지 변환을 보장합니다.
전자 제어 시스템의 단순화된 다이어그램
인버터의 IGBT 전원 모듈은 이 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 에너지 변환 과정에서 IGBT는 많은 열을 발생시키므로 IGBT의 온도가 150°C를 초과하면 IGBT가 작동하지 않으므로 공기 냉각이 이루어집니다. 또는 공냉식 냉각 장비가 필요합니다.IGBT 작동의 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 되었습니다.
인버터 작동 원리
전자 제어 시스템 외에도 IGBT는 온보드 에어컨 제어 시스템 및 신에너지 차량의 충전 파일 시스템에도 널리 사용됩니다.
전기 자동차, 충전 파일 및 기타 장비의 핵심 기술 구성 요소입니다.IGBT 모듈은 전기차 원가의 약 10%, 충전 파일 원가의 약 20%를 차지하며, 열 안정성은 전기 구동 시스템의 성능을 평가하는 핵심이 됐다.
2-IGBT 액체 냉각 기술
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
에너지 저장 배터리 팩 냉각 성능 시뮬레이션 및 액체 냉각판 흐름 채널 최적화
1-서론
전력망 프로세스의 균형을 맞추고 새로운 에너지의 활용률을 향상시키는 중요한 역할로 인해 에너지 저장 시스템은 세계 에너지의 개발과 변화를 촉진하는 선도적인 힘이 되었습니다.
전기화학적 에너지 저장기술이 성숙하고, 건설 기간이 짧으며, 다양한 애플리케이션 요구에 따라 전력과 에너지를 유연하게 구성할 수 있고, 충전 및 방전 응답 속도가 빠르고, 다양한 경우에 사용할 수 있습니다.
에너지 저장 시스템의 충전 및 방전 과정에서 열이 발생하며, 방열이 좋지 않으면 배터리 온도가 너무 높거나 배터리 온도 차이가 커져 배터리 수명이 단축될 수 있습니다.심각한 경우 열폭주 등 안전 문제가 발생할 수 있습니다.
본 글은 실제 프로젝트를 기반으로 배터리 팩의 실제 크기에 따른 열유체 시뮬레이션 모델을 구축하고 전체 냉각 시스템의 압력, 속도, 온도 분포를 자세히 분석하고 시스템 열부하 상황을 파악합니다. , 이는 배터리 팩의 액체 냉각판 흐름입니다. Road Design은 구조적 최적화 제안을 제공합니다.
2-프로젝트 개요
2.1환경 정보
2.2열원 장치 사양 정보:
2.3열전도성 실리콘
3-방열 모델
배터리 팩은 72개의 280AH 셀과 액체 냉각판으로 구성된 액체 냉각을 사용하여 열을 발산합니다.액체 냉각판의 크기는 길이 1570mm, 너비 960mm, 높이 42mm, 내부 흐름 채널 24개입니다.배터리 팩 방열 모델은 다음과 같습니다.
냉각 시스템 모델
4-8L/min의 물 유입 조건에서의 시뮬레이션 결과
배터리 코어의 온도 분포는 18.38~28.77°C이며, 그중 최고 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 21.46~26.37°C이고, 최저 온도 배터리 코어의 온도 분포 범위는 18.76~28.77°C입니다. 26.37°C그림 (a):
그림 (b)에 표시된 것처럼 액체 냉각판의 온도 분포는 18.00-21.99℃입니다.
(b) 수냉판 온도 프로파일
흐름 저항은 약 17KPa 이고, 수냉판 압력 단면은 그림 (C), 수냉판 속도 단면은 그림 (D):
(c) 액체 냉각 판 압력 프로파일
(d) 액체 냉각판 속도 프로파일
5-결론
이 솔루션에서 전체 온도는 18.38~28.77℃이고, 가장 높은 배터리 코어와 가장 낮은 배터리 코어 사이의 온도 차이는 2.4℃이며, 액체 냉각판의 전체 온도는 18.00~21.99℃ 사이입니다. 온도 균일성은 여전히 필요합니다. 최적화되고 고온 영역이 많습니다.
수냉식 판의 압력과 속도 프로파일을 비교해 보면, 수냉식 판의 고온 영역은 주로 압력과 속도가 낮은 영역에 분포되어 있음을 알 수 있습니다.배터리 셀의 레이아웃 위치와 결합하여 액체 냉각판의 폭 여유가 크다는 것을 알 수 있습니다. 액체 냉각판의 가장 바깥쪽 흐름 채널 두 개를 차단하거나 액체의 폭을 적절하게 줄이는 것이 좋습니다. 더 나은 방열 효과를 달성하기 위해 냉각판.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
전원 배터리 열 발산 개요
자동차와 배터리 저장은 빠른 발전 기회를 얻었습니다.
핵심 구성 요소인 전원은 화학적 전원이며 온도에 매우 민감하기 때문에 적절한 온도 환경에서 작동해야 합니다.파워 배터리의 충전 및 방전 과정에서 내부 임피던스로 인해 많은 양의 열이 발생합니다.또한, 배터리 팩은 비교적 밀폐된 환경에 있습니다.열 축적을 촉진하고 온도를 높이며 심지어 열 폭주를 유발합니다.따라서 효율적이고 안전한 전원 배터리 냉각 시스템이 특히 중요해졌습니다.
현재 배터리 냉각 솔루션에는 공냉식, 액체 냉각식, 직접 냉매식 냉각이라는 세 가지가 있습니다.
구조가 상대적으로 간단하고 비용이 낮아 배터리 용량이 작고 열 방출 압력이 낮은 상황에 적합합니다.
실제 사용 측면에서 액체 매질은 열 전달 계수가 높고 열용량이 크며 냉각 속도가 빠르므로 배터리 온도의 균일성을 향상시키는 데 더 나은 효과가 있습니다.액체 냉각 솔루션은 현재 주류 솔루션입니다.
냉매 직접 냉각 기술은 배터리 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있지만, 배터리 증발기의 균일한 온도 설계는 기술적 난제입니다.일반적으로 배터리 시스템 내에서 배터리 셀 간의 온도 차이는 5℃를 넘지 않아야 합니다 (냉각 조건 및 가열 조건 포함).현재 냉매 직접 냉각은 업계에서 주류 설계 솔루션이 되지 않았습니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
EV용 배터리 팩 쉘의 설계 및 개발 분석
현재 신에너지 자동차 개발의 3대 중점인 안전성, 경량화, 신뢰성은 배터리 팩과 밀접하게 연관되어 있으며, 배터리 케이스는 배터리 시스템의 하중을 지탱하는 부품으로, 충돌 및 에너지 소비에 영향을 미칩니다. 배터리 팩은 물론 차량 전체에도 큰 영향을 미칩니다.
신에너지 자동차 배터리 팩 구조
1.배터리 팩 안전
신에너지 차량의 3전기 시스템의 핵심 구성 요소인 배터리 팩은 신에너지 차량의 주요 성능 지표에 직접적인 영향을 미치며, 배터리 팩의 안전성이 차량 전체의 신뢰성을 결정하는 경우가 많습니다.신에너지 자동차 배터리 팩은 충돌 시 큰 안전 위험을 초래합니다. 충돌 변형으로 인해 내부 배터리 모듈이 단락, 개방, 빈번한 가열, 폭발 등을 일으키고 배터리 팩 쉘의 충돌 방지 성능이 안전에 직접적인 영향을 미칩니다. 배터리 모듈의 섹스.
배터리 팩 안전 설계의 핵심은 충돌 시 배터리 팩의 손상 정도를 줄이는 것입니다. 따라서 차량의 충돌력 전달 경로를 최적화하고 배터리 팩 쉘의 보호 효과를 향상시키는 것이 설계의 핵심입니다.현재 시뮬레이션 기술은 배터리 팩 시뮬레이션 모델을 구축함으로써 충돌, 돌출, 충격, 낙하 등의 작업 조건에서 고장 모드를 예측하고 배터리 팩 쉘 구조 및 부품 크기를 체계적으로 최적화하여 다중 작업을 수행할 수 있습니다. -객관적인 배터리 팩 안전 평가를 최적화하여 보안을 강화했습니다.
2.경량 배터리 팩
고장력강, 초고강도강, 알루미늄합금, 복합재료의 적용은 신에너지 자동차의 경량화를 달성하기 위한 필수 연결고리입니다.
배터리 팩의 상부 케이스는 보호 및 지지용으로 사용되지 않고 밀봉 및 방진 용도로만 사용되기 때문에 상부 케이스는 주로 철판, 알루미늄 합금, 복합재료로 제작된다.배터리 팩의 하부 케이스는 주로 배터리 전체 질량을 운반하고 외부 충격에 저항하며 배터리 시스템의 배터리 모듈을 보호하는 역할을 합니다.배터리 팩 하부 케이스의 주요 준비 공정에는 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형, 스탬핑 알루미늄 플레이트 + 용접 성형, 다이캐스트 알루미늄 + 주조 성형이 포함됩니다.현재 압출 알루미늄 프로파일 + 용접 성형은 스탬핑 알루미늄 하부 케이싱보다 준비가 덜 어렵고 다이캐스트 알루미늄 하부 케이싱보다 성형 크기가 크기 때문에 국내 기업에서 일반적으로 사용하는 하부 케이싱 제조 솔루션입니다.
Battery Tray( Lower shell of battery pack)
신에너지 자동차 배터리 팩과 섀시는 서로 많이 겹치는 영역에 있기 때문에 섀시와 배터리 팩 구조의 통합과 최적화는 신에너지 자동차의 경량화를 위해 매우 중요합니다.
CTP 기술은 일반적으로 셀에서 모듈로 배터리 팩을 조립한 다음 중간 모듈 링크를 생략하고 모듈을 배터리 팩에 설치하고 셀을 배터리 팩에 직접 통합합니다. 차량의 구조적 구성요소. 차체 바닥 아래.CTP 기술은 배터리 팩의 공간 활용도와 에너지 밀도는 물론 배터리 팩의 전반적인 강성을 효과적으로 향상시킵니다.
CTC 기술은 CTP 기술의 고급 버전으로, 배터리 셀이 바닥 프레임에 직접 통합되어 있으며, 배터리 팩 쉘이 배터리 팩 상부 커버에 직접 연결되어 있습니다. 활용률은 63%에 이른다.
CTB 기술은 CTC를 개량한 버전으로, 빔 구조와 시트 지지부를 그대로 유지하고, 하단 플레이트 일부만 배터리 팩 상부 커버로 교체해 공간 활용도를 66%로 높였으며, 차체 구조는 더욱 개선됐다. 더욱 완벽하고 안전해졌습니다.
배터리 팩 조립 모드
3.배터리 팩 신뢰성
배터리 팩 쉘의 서비스부터 피로 파손까지의 전체 과정은 다음과 같습니다. 반복 하중이 작용하면 쉘 표면에 미세한 균열이 나타나기 시작하고 국부적인 미세 피로 균열이 점차 확대되어 결국 부품에 순간적인 균열이 발생합니다. 골절 실패.특히, 배터리 팩 케이스의 연결 조인트는 피로 불량률이 높은 부위입니다.배터리 팩 쉘의 실험적 시뮬레이션과 최적화는 배터리 팩의 신뢰성 설계를 향상시키는 일반적인 방법이 되었습니다.
업계 요구 사항에 따라 배터리 팩 쉘의 밀봉은 IP6K7 수준에 도달해야 하며 일부 회사에서는 IP6K9K 수준에 도달해야 합니다.배터리 팩 쉘의 밀봉 길이는 일반적으로 최대 수 미터로 길고 밀봉 설계 구조가 작기 때문에 밀봉 성능에 특별한 주의를 기울여야 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
1-마찰 교반 용접 (FSW) 의 기본 원리
고속 회전 교반 헤드가 공작물에 삽입된 후 용접 방향을 따라 이동합니다.믹싱 헤드와 공작물 사이의 접촉 영역은 마찰을 통해 열을 발생시키며, 이는 믹싱 니들의 움직임으로 인해 주변 금속의 가소성을 약화시키고, 믹싱 니들 뒤의 캐비티를 채우는 금속층을 연화시킵니다.
현재 마찰 교반 용접은 알루미늄, 구리, 마그네슘, 티타늄 및 기타 매체 또는 이종 재료의 연결에 주로 사용됩니다.
2-마찰 교반 용접 (FSW)
용접 시작 시: 고속 회전 숄더와 바늘 모양의 돌기가 있는 교반 도구를 용접할 부품의 용접 부위에 놓습니다.샤프트 숄더를 동시에 사용하면 플라스틱 상태에서 재료가 넘치지 않도록 할 수 있습니다.
용접 공정 중: 교반 헤드와 용접 재료 사이의 마찰 저항으로 인해 마찰열이 발생하여 재료가 부드러워지고 소성 변형이 발생하여 소성 변형 에너지가 방출됩니다.믹싱 헤드가 용접할 인터페이스를 따라 전진하면 열가소성 재료가 믹싱 헤드의 전면에서 후면으로 이동하고 믹싱 헤드 숄더의 단조 작용에 따라 공작물 간의 고상 연결이 이루어집니다.
용접이 끝날 때:머리를 저어서 부품을 돌려라
마찰 교반 용접 공정
3-기술 및 특징
작은 변형: 재료를 녹일 필요가 없으며 열 입력이 낮고 변형이 최소화됩니다.
적응력이 강하다:환경 온습도의 영향을 받지 않고 적응성이 강하다.
우수한 성능:용접 영역은 기포나 수축 결함 없이 촘촘한 단조 구조를 형성합니다.
환경 및 안전:용접 공정은 아크, 연기, 스플래시 등을 생성하지 않으며 안전, 녹색, 친환경적입니다.
마찰교반용접 접합부의 강도 시험
마찰 교반 용접은 일반 용접 시나리오에 비해 다음과 같은 뛰어난 장점을 가지고 있습니다:
솔리드 용접 기술에 속하며 용접 과정에서 용접 재료가 녹지 않습니다.
용접 조인트의 품질이 좋고 용접은 세밀한 단조 구조를 가지며 기공, 균열 및 슬래그 함유물과 같은 결함이 없습니다.
용접 위치에 관계없이 다양한 형태의 접합 용접을 수행할 수 있습니다.
용접 효율이 높아 0.4-100mm 두께 범위 내에서 단방향 용접 성형을 수행할 수 있습니다.
용접 부위의 잔여 응력이 낮고 변형이 적어 고정밀 용접을 할 수 있습니다.
조인트 강도, 피로 성능, 충격 인성이 좋습니다.
용접 비용이 낮고, 용접 공정 소비가 없고, 용접사가 가스를 채우고 보호할 필요가 없습니다.
용접 작업은 간단하고 자동 용접을 구현하기 쉽습니다.
배터리 트레이 제조에 있어서 마찰 교반 용접 기술의 응용
알루미늄 합금은 낮은 밀도, 높은 비강도, 우수한 열 안정성, 내식성 및 열 전도성, 비자성, 성형 용이성 및 높은 재활용 가치 등의 장점을 갖고 있어 배터리 팩의 경량 설계에 이상적인 소재입니다.
현재, 알루미늄 합금 배터리 트레이와 플라스틱 상단 커버 솔루션은 놀라울 정도로 경량화된 효과를 가지고 있어 많은 자동차 제조업체에서 채택하고 있습니다.배터리 트레이는 알루미늄 압출 프로파일 + 교반 마찰 용접 + MIG 용접 솔루션을 채택하여 종합적인 적용 비용이 낮고 성능 요구 사항을 충족하며 수냉식 배터리 순환 수로의 통합을 실현할 수 있습니다.
일반적인 배터리 트레이는 주로 다음 그림과 같이 6 시리즈 압출 강재를 사용하여 함께 용접되는 알루미늄 합금 프레임과 알루미늄 합금 강판으로 구성됩니다.
알루미늄 합금 배터리 트레이
단면 구조 및 재료: 프레임과 바닥 판은 알루미늄 합금 압출 프로파일로 만들어집니다. 재료는 일반적으로 6061-T6(항복 강도 240MPa, 인장 강도 260MPa), 6005A-T6(항복 강도 215MPa, 인장 강도)입니다. 255MPa)) 및 6063-T6(항복 특성 170MPa, 인장 용량 215MPa).섹션 복잡성, 비용, 도구 소비 등의 요소를 기반으로 어떤 특정 브랜드를 선택할지 고려하세요.
기술적 어려움:
프레임과 후면판은 배터리 모듈의 전달체로 강도에 대한 요구가 높다.따라서 강도를 보장하기 위해 일반적으로 구멍이 있는 이중 횡단면을 선택합니다.후면판의 두께는 일반적으로 10mm 정도이고 벽 두께는 2mm 입니다.단층 알루미늄 판은 사용이 적다.
프레임의 일반적인 횡단면은 6061-T6 재질로 만들어진 여러 개의 구멍으로 구성되며 가장 얇은 벽 두께는 2mm 입니다.
후면판의 일반적인 횡단면은 주로 배터리 모듈을 설치하는 데 사용되는 위쪽 돌출부를 포함하여 여러 개의 구멍으로 구성됩니다.단면 크기가 크고 두께가 2mm 에 불과하며 재료는 일반적으로 6005A-T6 을 사용합니다.
강 쉐이프 단면
솔루션:
후면판과 후면판, 후면판과 프레임은 주로 마찰 용접을 저어서 연결됩니다.용접 강도는 기판의 약 80% 에 도달 할 수 있습니다.
후면판 강재는 마찰 교반 용접 조인트를 사용하고, 후면판 사이에는 양면 접합 용접을 사용합니다.양면 용접 강도가 높고 변형이 작다.
프레임과 바닥 사이에 양면 마찰 교반 용접 조인트가 형성됩니다.교반 헤드를위한 충분한 공간을 확보하기 위해서는 프레임과 교반 헤드 사이의 간섭을 방지하고 프레임 프로파일의 크기와 압출의 어려움을 증가시키지 않도록 프레임과 백플레인 사이의 확장 길이가 충분히 길어야합니다.그러나 양면 용접은 강도가 높고 변형이 작은 특성이 있으며 이는 주요 장점이기도 합니다.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
알루미늄 압출 가이드
최근 몇 년 동안, 제품 제조와 설계에서 알루미늄 압출에 대한 수요가 끊임없이 증가하고 있다.이로 인해 전문적이고 신뢰할 수 있는 알루미늄 압출 제조업체에 대한 수요가 증가했습니다.이 제조 공정에 대해 모른다면 올바른 위치에 있습니다.이 기사에서는 알루미늄 압출에 대해 자세히 논의할 것입니다.
알루미늄 압출 가이드
1-알루미늄 압출이란 무엇입니까?
특정 횡단면 프로파일을 사용하면서 알루미늄 재질이 금형을 통과하도록 하는 프로세스입니다.제조업체는 강력한 펀치를 사용하여 금형에서 알루미늄을 짜냅니다.
강한 압력으로 인해 알루미늄이 금형 개구부에서 나옵니다.알루미늄이 금형 전면으로 나오면 금형과 동일한 형상을 가지게 됩니다.그런 다음 지그가 알루미늄을 꺼냅니다.알루미늄 압출 공정은 특히 기본 수준에서 이해하기 쉽습니다.
금형 전면을 통해 알루미늄을 밀어내는 힘과 재료를 꺼내기 위해 튜브를 쥐어짜는 힘을 연관시킬 수 있습니다.튜브에 압력을 가하면 튜브 내부의 재료가 튜브 입구와 동일한 모양을 갖게 됩니다.
따라서 이는 알루미늄의 모양이 금형의 개구부에 따라 달라짐을 의미합니다.원형의 경우 둥근 개구부가 필요하고, 정사각형, 정사각형 개구부 등이 필요합니다.
2-압출할 모양
돌출된 모양을 세 가지 범주로 정렬할 수 있습니다.
a. 단단한
솔리드 모양에는 닫힌 개구부나 빈 공간이 없습니다.각도, 빔 또는 막대는 이 특정 범주에 속하는 일반적인 예입니다.
b.구멍
Hollow에는 일반적으로 하나 이상의 간격이 있습니다.예를 들어 직사각형 또는 정사각형 튜브입니다.
c. 반중공
이러한 모양에는 부분적으로 둘러싸인 보이드가 있는 경우가 많습니다.예를 들어 간격이 좁은 "C" 채널입니다.
3- 알루미늄 압출 공정
압출은 에너지, 항공우주, 전자, 자동차, 건설 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.여러 압출 공정을 사용하면 매우 복잡한 모양도 얻을 수 있습니다.
아래에서는 알루미늄 압출 공정을 10단계로 설명합니다.
1단계:압출 다이 준비 및 이동
첫째, 알루미늄 압출 제조업체는 H13 강철을 사용하여 원형 금형을 가공합니다.
물론 일부 제조업체는 이미 원하는 모양을 갖추고 있습니다.이 경우에는 창고에서 꺼내기만 하면 됩니다.
금형은 섭씨 450~500도 사이에서 예열되어야 합니다.이는 금형의 수명을 극대화하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 금속 흐름도 균일하게 보장합니다.금형이 예열되면 압출기에 넣을 수 있습니다.
2단계:압출 전 알루미늄 잉곳 가열
다음 단계는 알루미늄 빌렛을 가열하는 것입니다.기본적으로 알루미늄 합금의 원통형 고체 블록입니다.제조업체는 알루미늄 합금 재료의 긴 로그에서 블랭크를 추출합니다.예열을 위해 오븐에 넣어야 합니다.온도는 섭씨 400도에서 500도 사이여야 합니다.
빌렛을 가열해도 완전히 녹지는 않습니다.그러나 압출 중에 항복할 만큼 충분히 연성을 갖게 됩니다.
3단계:압출을 빌렛 프레스로 옮기다
블랭크를 원하는 대로 가열하면 기계적으로 압출기로 옮겨집니다.그러나 블랭크에 이형제나 윤활제를 도포하는 것이 중요합니다.이 단계는 블랭크를 프레스에 로드하기 전에 수행되어야 합니다.
또한 압출 펀치에 동일한 이형제를 적용하는 것이 중요합니다.이렇게 하면 펀치와 블랭크가 서로 달라붙지 않게 됩니다.
4단계:블랭크를 용기에 밀어 넣습니다.
블랭크를 압출기로 옮긴 후 압력을 가할 차례입니다.펀치는 단조 가능한 블랭크에 약 수백, 수천, 심지어 수만 톤의 압력을 가합니다.압력을 가하면 블랭크가 압출기의 용기에 강제로 들어가게 됩니다.
이 물질은 팽창하여 점차적으로 용기의 벽을 채웁니다.
5단계: 압출된 재료가 금형에서 나옵니다
재료가 용기를 채운 후에도 플런저는 여전히 압력을 가하고 있습니다.이는 재료가 이제 압출 다이 위로 밀려나는 것을 의미합니다.지속적인 압력으로 인해 알루미늄 소재가 금형 입구를 통과하게 됩니다.
금형 개구부에서 나오면 금형 개구부와 동일한 모양을 갖습니다.이는 지금까지 원하는 모양을 얻었음을 의미합니다.
6단계:담금질 및 노화
풀러는 압출물이 다이 전면에서 나올 때 이를 잡습니다.그러면 이 풀러는 점프 테이블과 함께 이를 안내하는 역할을 담당합니다.테이블의 속도는 나오는 압출기의 속도와 일치합니다.
지그가 움직이면 프로파일이 담금질됩니다.견고함을 유지하려면 균일하게 냉각되어야 합니다.공기 냉각 또는 냉수 냉각을 위해 팬을 사용할 수 있습니다.
7단계:압출 절단
압출이 테이블 전체 길이에 도달한 후에는 아직 압출 공정에서 이를 잘라낼 시간이 아닙니다.이를 위해 제조업체는 뜨거운 톱을 사용합니다.톱은 압출 공정에서 특정 압출을 분리합니다.
참고: 온도는 압출 공정에서 매우 중요한 측면입니다.압출 공정의 모든 단계에서 이를 면밀히 확인해야 합니다.
압출물이 프레스에서 나온 후 급냉하더라도 완전히 냉각되는 데는 여전히 시간이 걸립니다.
8단계:실온에서 압출 냉각
절단이 완료되면 압출물을 냉각 테이블로 옮깁니다.이 과정은 일반적으로 기계적으로 수행됩니다.이제 제조업체는 프로필을 다른 곳으로 옮기기 전에 프로필이 실온에 도달할 때까지 기다립니다.
식힌 후에 펴는 것이 중요합니다.
9단계:스트레칭을 들것으로 옮기기
단면에 왜곡이 나타나는 경우가 있습니다.전문적인 알루미늄 압착 생산자로서, 너는 반드시 이 일을 해야 한다.이 문제를 해결하기 위해서, 너는 작업대 길이의 압착물을 들것에 옮길 수 있다.
각 측면이 양쪽에서 끼었다.그것은 원하는 규격에 도달할 때까지 기계적으로 당겨질 것이다.
10단계:규범에 따라 톱질하다
이제 작업대 길이의 스쿼시가 완전히 냉각되고 직선이므로 톱질 작업대로 옮길 때가 되었습니다.여기서 이 돌출물은 길이에 따라 톱질됩니다.
주: 이 특정 단계의 압착 성능은 T4 템퍼링 성능과 유사합니다.톱질 후 압착 부품을 T5 또는 T6 으로 제한할 수 있습니다.그렇게 하기 위해서, 너는 그것들을 노화된 오븐으로 옮겨야 한다.
5- 압출 후 처리
돌출이 완료되면 강 쉐이프의 열처리를 통해 강 쉐이프의 성능을 향상시킬 수 있습니다.압출 제품의 최종 품목 모양을 향상시키기 위해 알루미늄 압출 제품 제조업체는 다른 최종 품목 유형을 사용했습니다.
그러나 이러한 요구 사항은 열처리가 필요합니다.
(a)기계적 성능을 개선하다
7000, 6000 및 2000 시리즈 합금의 인장 강도 및 응력 내성을 높일 수 있습니다.이러한 향상된 기능을 얻기 위해서는 강재를 오븐에 넣는 것이 중요하다.이러한 난방 처리는 합금이 T5 또는 T6 의 성능 요구 사항을 충족하도록 합니다.
(b)표면 향상
알루미늄 재질은 많은 마무리 작업을 거치게 될 것이다.표면 향상은 알루미늄의 전체적인 외관을 개선할 뿐만 아니라 알루미늄의 부식 성능도 향상시킵니다.예를 들어, 알루미늄을 양극화하면 산화층이 자연스럽게 나타납니다.이로 인해 금속이 두꺼워진다.또한이 공정은 프로파일의 내식성을 향상시킵니다.게다가, 이 금속은 더욱 내마모성이 강해질 것이다.
마찬가지로 이로 인해 다공성 표면이 생성됩니다. 즉, 표면에 다른 색상이 적용됩니다.표면 방사율도 높아진다.
선택할 수있는 다른 마무리 공정이 있습니다.샌드 블라스팅, 분말 코팅, 페인트 등.
열 설계 및 경량화에 대한 기술과 정보를 정기적으로 업데이트하고 참고할 수 있도록 공유하겠습니다. Walmate에 관심을 가져주셔서 감사합니다.
igbt1
igbt2
igbt3
igbt4
Igbt5
