Viele Ingenieure und Einkäufer von Batteriepacks fragen zu Beginn: "Haben Sie eine bestehende Form für Flachrohre?" Diese Frage offenbart tiefere Bedenken - Entwicklungskosten, Vorlaufzeit und die Frage, ob die Kühlleistung den thermischen Anforderungen entspricht. Die Wahl des falschen Querschnittsdesigns kann zu schlechtem Wärmekontakt, kostspieligen Werkzeugänderungen und Projektverzögerungen führen.
Im Folgenden finden Sie einen detaillierten Überblick über die verfügbaren Formen, die Bewertung der Querschnittslogik, die Frage, wann eine kundenspezifische Anpassung sinnvoll ist, und die Daten, die Sie für eine klare Kommunikation mit Lieferanten wie XD THERMAL benötigen.
Es kommt häufig vor, dass Kunden fragen, ob es fertige Formen gibt. Diese Frage setzt oft voraus, dass sie mit thermischen Batteriesystemen vertraut sind oder sich mit Flachrohrlösungen für Energiespeicher oder Elektromobilitätsanwendungen beschäftigt haben.
XD THERMAL unterhält eine Bibliothek von Extrusionswerkzeugen für Flachrohre - insbesondere für zylindrische Zellformate wie 4680 oder 4695. Viele davon sind jedoch durch NDAs geschützt und können nicht projektübergreifend wiederverwendet werden. Aufgrund der großen Unterschiede bei der Wandstärke, dem Design der Fließkanäle und den thermischen Anforderungen müssen die meisten Rohre bis zu einem gewissen Grad angepasst werden.
Während zum Beispiel 70 mm, 80 mm, 85 mm und sogar 140 mm breite Profile manchmal in prismatischen Zellen mit Seitenkühlung verwendet werden, variieren die internen Kanäle und Wandstrukturen stark. Flache Rohre werden häufig in breitere Batterie-Flüssigkeitskühlsysteme und müssen mit dem Layout von Gehäusen kompatibel sein. Da Extrusionsformen relativ wenig kosten und geliefert werden können innerhalb von zwei WochenDie Erstellung eines kundenspezifischen Werkzeugs bietet oft mehr Flexibilität als die Wiederverwendung vorhandener Werkzeuge - vor allem, wenn die Mindestbestellmenge an Material (z. B. 200 kg) ähnlich hoch ist wie die Kosten für ein neues Werkzeug.
Die Form des Flachrohrs hängt direkt davon ab, wie gut es Wärme ableiten, Kühlmittel verteilen und sich in das Batterie-Layout integrieren lässt. Die richtige Gestaltung ist entscheidend für Leistung und Zuverlässigkeit.
Wenn Sie an einem Projekt arbeiten zylindrisches Zellensystem mit SchlangenrohrlösungenIhr Flachrohr kann eine radiusoptimierte Krümmung für enge Biegungen erfordern. Im Gegensatz dazu, prismatische Zellenseitenkühlung erfordert große, flache Kontaktflächen, um einen gleichmäßigen Druck- und Wärmekontakt zu gewährleisten. Die Querschnitte beeinflussen die Geschwindigkeit des Kühlmittels, die Turbulenzen und den gesamten Wärmegradienten der Packung.
Die Entwicklung eines hohen thermischen Wirkungsgrads bedeutet in der Regel, dass der Oberflächenkontakt vergrößert und die Tiefe des Strömungskanals kontrolliert wird. Einige Ingenieure bevorzugen breitere und dünnere Profile, um den Oberflächenkontakt zu optimieren. Andere reduzieren die Kanalgröße, um die Turbulenzen zu erhöhen und die Wärmeübertragung zu verbessern. Bei XD THERMAL bieten wir auch CFD-Simulationen an, um den Strömungsweg und den Temperaturausgleich in frühen Entwurfsphasen zu optimieren. Ob Ihre Plattform eine Kühlplattendesigneine integrierte Kühlplatte des AkkupacksDer Querschnitt ist die Grundlage für die thermische Leistung von Profilen oder eigenständigen Profilen.
Das Fehlen eines klaren Designs bedeutet nicht, dass Sie nicht weiterkommen. Tatsächlich verlassen sich viele unserer Kunden auf unser Ingenieurteam, um Querschnitte auf der Grundlage von thermischen Anforderungen, Verpackungseinschränkungen und Simulationsdaten zu entwickeln.
XD THERMAL bietet Unterstützung für den gesamten Zyklus - von der Profilkonstruktion und Extrusionsvalidierung bis zur Beschichtung und Bearbeitung. Wir bewerten thermische Belastungen, strukturelle Anforderungen und Produktionsprioritäten, um geeignete Profile für Ihr Projekt zu entwickeln.
Unser Team arbeitet regelmäßig mit EV-Start-ups, ESS-Herstellern und globalen OEMs zusammen, die ihre Zielzellentypen und das Layout ihrer Plattform kennen, aber nicht wissen, wie sie diese in eine Wärmetauscherstruktur umsetzen können. Wenn zum Beispiel die Festigkeit entscheidend ist, erhöhen wir die Wandstärke. Wenn Sie niedrigere Kosten wünschen, verbreitern wir die Strömungskanäle und reduzieren die Materialmasse. Wenn der Kühlmittelwiderstand ein Problem darstellt, können wir Turbulenzrippen einbauen. Je früher wir involviert sind, desto einfacher ist es, einen Abschnitt zu liefern, der die funktionalen, finanziellen und Lieferziele erfüllt.
Viele Kunden möchten die Anschaffung von Werkzeugen vermeiden, aber in den meisten Fällen sind neue Formen sowohl aus finanzieller als auch aus technischer Sicht die beste Wahl.
Die Werkzeugkosten sind niedrig, und die Durchlaufzeit beträgt in der Regel nur zwei Wochen. Bei der Aluminiumextrusion sind für Mindestbestellungen oft 200 kg Material erforderlich, was mit den Kosten für die Formgebung vergleichbar ist. Ein kundenspezifisches Werkzeug ermöglicht eine exakte Anpassung an Ihre Verpackung und vermeidet spätere Umgestaltungen.
In diesem Fall empfehlen wir kundenspezifische Gussformen:
Kundenspezifische Werkzeuge stellen sicher, dass nach der Validierung von Mustern dasselbe Profil für die Inbetriebnahme bereitsteht. Bei XD THERMAL entwickeln wir die Extrusion häufig gemeinsam mit Partnern, um die thermische Validierung zu optimieren und Unstimmigkeiten während der SOP-Phase zu vermeiden.
Viele Projekte, die sich in der Frühphase befinden, verlieren Wochen aufgrund unklarer technischer Kommunikation. Wenn Sie Ihre ersten Daten richtig erfassen, können Sie die Bestätigung, Probenahme und Validierung von Formen beschleunigen.
Nennen Sie zumindest den angestrebten Zelltyp, die geschätzten Abmessungen, die Kühlmittelstrategie (Top-Side- oder Side-Cooling) und die Frage, ob Kosten oder Leistung Vorrang haben. Geben Sie nach Möglichkeit die angestrebte Durchflussrate und das Temperaturdelta an.
In der Regel senden wir ein einseitiges Formular, damit die Kunden schnell grundlegende Informationen bereitstellen können. Wenn das Projekt unter NDA steht, zeigen wir ihnen, wie sie ihre Bedürfnisse am sichersten beschreiben können. Visuelle Diagramme des Zellenlayouts helfen uns bei der Beurteilung von Platzbeschränkungen und geben uns Anregungen für Querschnitte. Die Benennung eines einzigen technischen Ansprechpartners auf Ihrer Seite vereinfacht außerdem die Nachverfolgung und Entscheidungsfindung während des gesamten Projektlebenszyklus.
Mit der Wahl der falschen Form wird nicht nur Geld verschwendet, sondern es können auch ganze Entwicklungszeiten für Kühlsysteme entgleisen und umfangreiche technische Nacharbeiten anfallen.
Wir haben erlebt, dass Kunden versucht haben, Standardwerkzeuge zu adaptieren, nur um dann unter Kühlmittellecks, nicht passenden Steckern oder Biegefehlern zu leiden. Einige mussten sogar ihr Batterie-Flüssigkeitskühlsystem neu aufbauen, nachdem sie Unverträglichkeiten mit der Serpentinenführung oder der Gleichmäßigkeit des Durchflusses festgestellt hatten.
Wählt man zum Beispiel eine zu dünne Wand, kann der Fließkanal beim Biegen zusammenbrechen. Bei einer zu dicken Wand wird der Kanal unter Druck nicht gut abgedichtet. Wenn der Querschnitt nicht auf das Packungslayout abgestimmt ist, kann es zu einem Verlust der 20-30% Kühleffizienz oder zu thermischen Durchdrehungen kommen. In schweren Fällen kann dies zu Verzögerungen von mehreren Monaten führen. Eine frühzeitige Investition in die Werkzeugoptimierung kann im endgültigen SOP-Zeitplan viel mehr einsparen.
Flachrohre werden bei ESS- und EV-Wärmekonzepten oft mit Kühlplatten und Schlangenrohrsystemen verglichen. Jedes hat seine eigenen Vorteile, abhängig von der Zellanordnung und den thermischen Anforderungen.
Flachrohre sind eine leichte, skalierbare Alternative zu Vollaluminium-Kühlplattensystemen und können bei Seitenkühlungsanwendungen für **prismatische Zellen** besser abschneiden als Serpentinenrohre. Sie bieten eine größere Kontaktfläche und vereinfachen die Integration in Gehäuse.
Während Lösungen für Serpentinenrohre gut für zylindrische Zellen in engen Formationen geeignet sind, können sie komplexere Biege- und Schweißverfahren erfordern. Ausführung der Kühlplatte bietet die gleichmäßigste Kühlung, kann aber schwerer und weniger platzsparend sein. Flachrohre schließen die Lücke - sie sind flexibel, kostengünstig und in hohem Maße anpassbar. In gemischten Batteriearchitekturen (z. B. bei der Kombination von Modulen mit zylindrischen und prismatischen Zellen) bieten Flachrohre eine modulare Anpassungsfähigkeit, die die Gesamtkomplexität der Stückliste reduziert. Diese hybride Flexibilität ist ein Grund, warum so viele fortschrittliche ESS- und E-Mobilitätsplattformen auf thermische Systeme auf Flachrohrbasis umsteigen.
Die Wahl des richtigen Querschnitts und der richtigen Form für Flachrohre ist die Grundlage für eine zuverlässige Lösung zur Flüssigkeitskühlung von Batterien. Darüber hinaus geht es darum, mit einem Lieferanten zusammenzuarbeiten, der Ihnen bei der Entwicklung, Validierung und Lieferung der für Ihre Anwendung erforderlichen Komponenten helfen kann - schnell, flexibel und fehlerfrei.
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