Muchos ingenieros y compradores de baterías preguntan al principio: "¿Disponen de un molde para tubos planos?". Esta pregunta revela preocupaciones más profundas: el coste de desarrollo, el plazo de entrega y si la eficacia de la refrigeración satisface las necesidades térmicas. Elegir un diseño de sección transversal incorrecto puede provocar un mal contacto térmico, costosos cambios de utillaje y retrasos en el proyecto.
A continuación encontrará información detallada sobre los moldes disponibles, cómo evaluar la lógica de la sección transversal, cuándo tiene sentido la personalización y qué datos necesitará para comunicarse claramente con proveedores como XD THERMAL.
Es habitual que los clientes pregunten si existen moldes listos para usar. Esta pregunta suele implicar que están familiarizados con los sistemas térmicos de baterías o que han explorado soluciones de tubos planos para aplicaciones de almacenamiento de energía o movilidad eléctrica.
XD THERMAL mantiene una biblioteca de matrices de extrusión para tubos planos, especialmente para formatos de celda cilíndrica como 4680 o 4695. Sin embargo, muchas de ellas están protegidas por acuerdos de confidencialidad y no son reutilizables en distintos proyectos. Debido a la gran variación en el grosor de las paredes, el diseño de los canales de flujo y los requisitos térmicos, la mayoría de los tubos requieren cierto grado de personalización.
Por ejemplo, mientras que los perfiles de 70 mm, 80 mm, 85 mm e incluso 140 mm de ancho se reutilizan a veces en configuraciones de refrigeración lateral de células prismáticas, los canales internos y las estructuras de las paredes varían mucho. Los tubos planos suelen integrarse en sistemas de refrigeración líquida de baterías y deben ser compatibles con los diseños de los armarios. Dado que los moldes de extrusión cuestan relativamente poco y pueden entregarse en un plazo de dos semanascrear un utillaje a medida suele ofrecer más flexibilidad que reutilizar los existentes, sobre todo cuando los pedidos mínimos de material (por ejemplo, 200 kg) son similares al coste de un utillaje nuevo.
La forma de los tubos planos está directamente relacionada con su capacidad para disipar el calor, distribuir el refrigerante e integrarse en el diseño de las baterías. Hacerlo bien es fundamental para el rendimiento y la fiabilidad.
Si está trabajando en un sistema de células cilíndricas mediante soluciones de tubos serpentinosEn cambio, su tubo plano puede requerir una curvatura de radio optimizado para un curvado ajustado. Por el contrario, refrigeración lateral de la célula prismática exige áreas de contacto grandes y planas para mantener una presión y un contacto térmico uniformes. Las secciones transversales influyen en la velocidad del refrigerante, la turbulencia y el gradiente térmico general del paquete.
Diseñar para obtener un alto rendimiento térmico suele significar ampliar el contacto superficial y controlar la profundidad del canal de flujo. Algunos ingenieros prefieren perfiles más anchos y delgados para optimizar el contacto entre superficies. Otros reducen el tamaño de los canales para aumentar la turbulencia y mejorar la transferencia de calor. En XD THERMAL también ofrecemos servicios de simulación CFD para optimizar la trayectoria del flujo y el equilibrio de temperaturas en las primeras fases del diseño. Tanto si su plataforma necesita una diseño de placas de fríoun sistema integrado placa de refrigeración de la bateríao extrusiones independientes, la sección transversal es la base del rendimiento térmico.
La falta de un diseño claro no significa que esté estancado. De hecho, muchos de nuestros clientes confían en nuestro equipo de ingeniería para desarrollar secciones transversales basadas en las necesidades térmicas, las limitaciones de embalaje y las entradas de simulación.
XD THERMAL ofrece asistencia durante todo el ciclo, desde el diseño de la sección y la validación de la extrusión hasta el revestimiento y el mecanizado. Evaluamos las cargas térmicas, los requisitos estructurales y las prioridades de producción para crear secciones adecuadas para su proyecto.
Nuestro equipo trabaja habitualmente con nuevas empresas de vehículos eléctricos, fabricantes de ESS y fabricantes de equipos originales de todo el mundo que conocen los tipos de célula y la disposición de la plataforma, pero no saben cómo convertirlos en una estructura de intercambiador de calor. Por ejemplo, si la resistencia es fundamental, aumentamos el grosor de las paredes. Si se quiere reducir el coste, ensanchamos los canales de flujo y reducimos la masa del material. Si preocupa la resistencia del refrigerante, podemos incorporar nervaduras de turbulencia. Cuanto antes intervengamos, más fácil será entregar una sección que cumpla los objetivos funcionales, financieros y de entrega.
Muchos clientes desean evitar el utillaje inicial, pero en la mayoría de los casos, los moldes nuevos son la mejor opción tanto desde el punto de vista económico como técnico.
Los costes de utillaje son bajos y el plazo de entrega es rápido: normalmente dos semanas. Con la extrusión de aluminio, los pedidos mínimos suelen requerir 200 kg de material, lo que es comparable a los costes de moldeado. Una herramienta personalizada permite un ajuste exacto al envase y evita rediseños posteriores.
Aquí es cuando recomendamos los moldes a medida:
Las herramientas personalizadas garantizan que, una vez validadas las muestras, el mismo perfil esté listo para la puesta en marcha. En XD THERMAL, a menudo desarrollamos conjuntamente la extrusión con nuestros socios para agilizar la validación térmica y evitar desajustes durante la fase SOP.
Muchos proyectos en fase inicial pierden semanas debido a una comunicación técnica poco clara. Tener claros los datos iniciales puede acelerar la confirmación de moldes, el muestreo y la validación.
Como mínimo, indique el tipo de célula, las dimensiones estimadas, la estrategia de refrigeración (superior o lateral) y si la prioridad es el coste o el rendimiento. Si es posible, indique el caudal objetivo y el delta de temperatura.
Solemos enviar un formulario de una página para ayudar a los clientes a facilitar rápidamente información básica. Si el proyecto está bajo acuerdo de confidencialidad, les orientamos sobre la forma más segura de describir sus necesidades. Los diagramas visuales de la disposición de las celdas nos ayudan a evaluar las limitaciones de espacio y sugerir ideas de secciones transversales. Además, designar un único contacto técnico agiliza el seguimiento y la toma de decisiones a lo largo del ciclo de vida del proyecto.
Elegir el molde equivocado no sólo supone una pérdida de dinero, sino que puede hacer fracasar los plazos de desarrollo de todo el sistema de refrigeración y dar lugar a importantes modificaciones de ingeniería.
Hemos visto a clientes intentar adaptar herramientas estándar, sólo para sufrir fugas de refrigerante, desajustes en los conectores o defectos de doblado. Algunos incluso tuvieron que reconstruir su sistema de refrigeración líquida de la batería tras descubrir incompatibilidades con el enrutamiento de la serpentina o la uniformidad del flujo.
Por ejemplo, elegir una pared demasiado fina puede provocar el colapso del canal de flujo durante el doblado. Si es demasiado gruesa, no sellará bien bajo presión. Si la sección transversal no se adapta a la disposición del pack, puede perder eficacia de refrigeración o desencadenar zonas de fuga térmica. En casos graves, se producen retrasos de varios meses. Invertir pronto en la optimización de moldes puede ahorrar mucho más en el calendario final de SOP.
Los tubos planos suelen compararse con las placas frías y los sistemas de tubos serpentina en los diseños térmicos de ESS y VE. Cada uno tiene sus propias ventajas en función de la disposición de las células y los requisitos térmicos.
Los tubos planos ofrecen una alternativa ligera y escalable a las configuraciones completas de placas de refrigeración de aluminio y pueden superar a los tubos serpentina en aplicaciones de refrigeración lateral para **células prismáticas**. Proporcionan una mayor superficie de contacto y simplifican la integración en armarios.
En soluciones para tubos de serpentín funcionan bien para células cilíndricas en formaciones estrechas, pueden requerir procesos de plegado y soldadura más complejos. Diseño de placa fría ofrece la refrigeración más uniforme, pero puede ser más pesado y ocupar menos espacio. Los tubos planos acortan distancias: son flexibles, baratos y muy personalizables. En las arquitecturas de baterías mixtas (por ejemplo, la combinación de módulos con celdas cilíndricas y prismáticas), los tubos planos ofrecen una adaptabilidad modular que reduce la complejidad general de la lista de materiales. Esta flexibilidad híbrida es una de las razones por las que tantas plataformas avanzadas de ESS y e-Movilidad se están decantando por sistemas térmicos basados en tubos planos.
Elegir la sección transversal y el molde adecuados para los tubos planos es la base de una solución fiable de refrigeración líquida de baterías. Pero más que eso, se trata de trabajar con un proveedor que pueda ayudarle a diseñar, validar y suministrar lo que su aplicación necesita, de forma rápida, flexible e impecable.
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