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水冷板的结构设计
1)材料。水冷板材料通常使用铝、铜、不锈钢等,其中以铝使用广泛。铝材料密度小,导热系数高,次于铜,而且三者当中为便宜,因此产品。
2)密封。水冷板的密封方式主要有O-Ring密封,焊接。O-Ring密封的方式适合在小压力的情况下,需要考虑O-ring的耐高温和耐老化问题;焊接可以使整个冷板形成一体性,具备很高的可靠性和耐久性。北京百明盛达科技发展有限公司目前主要提供焊接水冷板,焊接方法包括真空钎焊、搅拌摩擦焊接等。
冷板因为要布置流道,所以通常采用上下板块结合的方式,基体采用CNC机械加工流道或者大批量制造的压铸基体及铸造与埋管的结合工艺,另外也可以辅助其他的如深孔加工的方式;盖板采用CNC机械加工或者其他诸如冲压、水切割等方式制作。基体与盖板采用焊接的方式加以连接,形成一体化的水冷板。焊接面和管道结合孔尽量避开吸热面;管道接头依客户要求,需要考量螺纹连接方式,规格,强度等。
焊接设计要注意:
Ø采用氩弧焊接需要开适合焊接的斜坡口;
Ø钎焊、搅拌摩擦焊需要严格控制焊缝的间隙,间隙在0.05~0.10mm之间;
Ø无论何种焊接方式对焊料的选择都焊料与母材的材质相近,否则因产品处于盐溶液当中产生原电池反应腐蚀焊缝。
Ø对于焊接会产生变形,焊接前产品需对厚度留有余量,以免后加工使产品尺寸无法
蒸馏水或者纯净水通入产品,保压2小时,产品置空气中观察是否渗水或冒水。许多细小的泄露通常会冒极小的水珠,观察上时好用放大镜在灯光下观察。
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。
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。