鋁型材散熱器主要采用高壓鑄鋁和拉伸鋁合金焊接。其主要優(yōu)點是:
①鋁型材散熱器散熱性好的散熱性能和明顯的節(jié)能特性。在同一個房間里,如果使用相同規(guī)格的散熱器,鋁鑄件的數(shù)量將少于鋼。
②鋁型材散熱器具有良好的抗氧化和耐腐蝕性,無需添加任何添加劑。其原理是,一旦鋁在空氣中遇到氧氣,它就會產(chǎn)生一層氧化膜,這種氧化膜既堅韌又致密,從而防止自身材料的進一步腐蝕。
由于鋁型材散熱器的水質(zhì)要求與鋼不同,應(yīng)避免鋁散熱器與其他材料的混合和安裝
不同工藝的型材散熱器是為了滿足不同的工業(yè)生產(chǎn)需求,因此各有優(yōu)缺點。以下主要闡述了四種常見型材散熱器的代表性工藝特點。
1.擠壓鋁型材:翅片和基板是一體的。不會拼湊,散熱器內(nèi)部導(dǎo)熱均勻.導(dǎo)熱系數(shù)高。缺點是受加工工藝的限制,散熱器尺寸和翅片之間的距離受到限制.薄厚.高片受限。
2.半擠壓鋁型材.半插件式:由于擠壓鋁型材的工藝有限,薄片間距不能太窄。兩片之間的插件方法中插入一片鋁片,并用壓力機夾緊固定。由于大約一半的翅片是插入的,而且鋁片與底板不集成,因此傳熱系數(shù)不如一個。熱阻略大于純擠壓鋁型材。
冷板(chillplate, Cold plate)是作為水冷散熱系統(tǒng)對熱影響很關(guān)鍵的一個部件,熱設(shè)計的目的就是要在有限的空間內(nèi)通過對產(chǎn)品流道的合理布置從而有效的降低冷板的熱阻。布置流道就是要在客戶的限制條件下如冷板的尺寸,流體的流量,流體特質(zhì)Pump的P-Q,產(chǎn)品使用的環(huán)境等,滿足散熱性能。
冷板因為要布置流道,所以通常采用上下板塊結(jié)合的方式,基體采用CNC機械加工流道或者大批量制造的壓鑄基體及鑄造與埋管的結(jié)合工藝,另外也可以輔助其他的如深孔加工的方式;蓋板采用CNC機械加工或者其他諸如沖壓、水切割等方式制作?;w與蓋板采用焊接的方式加以連接,形成一體化的水冷板。焊接面和管道結(jié)合孔盡量避開吸熱面;管道接頭依客戶要求,需要考量螺紋連接方式,規(guī)格,強度等。
焊接設(shè)計要注意:
?采用氬弧焊接需要開適合焊接的斜坡口;
?釬焊、攪拌摩擦焊需要嚴格控制焊縫的間隙,間隙在0.05~0.10mm之間;
?無論何種焊接方式對焊料的選擇都焊料與母材的材質(zhì)相近,否則因產(chǎn)品處于鹽溶液當(dāng)中產(chǎn)生原電池反應(yīng)腐蝕焊縫。
?對于焊接會產(chǎn)生變形,焊接前產(chǎn)品需對厚度留有余量,以免后加工使產(chǎn)品尺寸無法
蒸餾水或者純凈水通入產(chǎn)品,保壓2小時,產(chǎn)品置空氣中觀察是否滲水或冒水。許多細小的泄露通常會冒極小的水珠,觀察上時好用放大鏡在燈光下觀察。
在產(chǎn)品首批測試的時候,由于無法知道產(chǎn)品確切的能抗多少壓力,所以測試的時候不可一次性將產(chǎn)品內(nèi)通入大的壓力,可以逐步從低壓(20%,50%測試壓力)往產(chǎn)品內(nèi)通入介質(zhì),保壓3~5分鐘,觀察產(chǎn)品是否變形、泄露,后增加至測試壓力,觀察是否泄露變形,產(chǎn)品在無法抵抗壓力爆裂前都會變形,可以通過量塊檢查平面度來檢測。
冷板材料上,目前業(yè)內(nèi)主要采用的是鋁合金,銅的導(dǎo)熱效果更好,但成本要貴得多,所以不是主流方向,在非電池包領(lǐng)域有應(yīng)用;對于提高導(dǎo)熱界面的導(dǎo)熱效率,主要是在導(dǎo)熱界面材料TIM上做功夫,由之前的空氣介質(zhì),到后來的導(dǎo)熱墊,再到目前的導(dǎo)熱膠,TIM的導(dǎo)熱效果在不斷提高。
Innerfins的設(shè)計思路在功率電子電氣方面應(yīng)用得較多,在電池系統(tǒng)領(lǐng)域還沒有看到應(yīng)用的量產(chǎn)案例,但國內(nèi)有企業(yè)在做這塊。
材料這塊,除了金屬,有些材料企業(yè)在嘗試塑料冷板的方案,這是個很有驚喜的方向,期待有量產(chǎn)的方案出來。