전기 자동차(EV)는 자동차 환경을 빠르게 변화시키고 있으며, 배터리의 효율성과 신뢰성은 이러한 진화에 중추적인 역할을 하고 있습니다. EV 배터리의 성능을 최적으로 유지하는 데 있어 중요한 구성 요소는 냉각 시스템, 특히 열 조절을 관리하는 냉각판입니다. 올바른 EV 배터리 셀 냉각판을 선택하는 것은 안전성, 성능 및 수명을 보장하는 데 필수적입니다. 이 글에서는 구매 관리자와 엔지니어가 전기차 배터리 셀 냉각판을 선택할 때 고려해야 할 주요 기능에 대해 살펴봅니다.
하이드로포밍 냉각판은 스탬핑 공정을 통해 얇은 금속판을 고압을 가해 원하는 모양과 기능으로 성형하는 냉각판을 의미합니다. 스탬핑 공정을 통해 플레이트 내에 복잡한 채널을 만들 수 있으며, 이 채널을 통해 액체 냉각수가 흐르면서 부품에서 열을 흡수하고 발산합니다.
스탬핑식 액체 냉각판의 가장 큰 특징 중 하나는 제작에 사용되는 소재입니다. 일반적으로 알루미늄과 구리는 열전도율이 뛰어나기 때문에 많이 사용되는 소재입니다. 알루미늄은 가볍고 부식에 강하며 비용이 저렴하기 때문에 자동차 및 가전 제품에 적합하여 선호됩니다. 반면 구리는 우수한 열 성능을 제공하지만 무겁고 비싸기 때문에 고성능 또는 특수 애플리케이션에 주로 사용됩니다.
소재 선택은 배터리 셀 온도를 안정화하는 냉각판의 효율성에 직접적인 영향을 미치며, 작동 중 배터리가 최적의 온도 범위 내에서 유지되도록 합니다.
스탬핑 프로세스에는 다음과 같은 일련의 단계가 포함됩니다:
여분의 재료를 제거하고 가장자리를 다듬습니다.
접시에 남아 있는 기름기 제거하기
스탬핑 공정의 정밀도와 반복성 덕분에 대량 생산에 이상적이며 모든 장치에서 일관된 품질과 성능을 보장합니다.
스탬핑형 액체 냉각판은 플레이트와 열원 사이의 열 접촉을 극대화하도록 설계되었습니다. 플레이트 내부의 복잡한 채널은 냉각수와 금속 사이의 접촉 면적을 넓혀 효율적인 열 전달을 가능하게 합니다. 전도성이 높은 소재를 사용하여 열 성능을 더욱 향상시켜 열을 빠르게 방출합니다.
스탬핑 공정의 장점 중 하나는 구조적 무결성을 손상시키지 않고 얇고 가벼운 냉각판을 제작할 수 있다는 점입니다. 이 기능은 전기 자동차나 휴대용 전자기기처럼 공간과 무게가 중요한 요소인 애플리케이션에서 특히 유용합니다.
스탬핑 공정을 통해 특정 냉각 요구 사항에 맞는 맞춤형 유로 설계를 만들 수 있습니다. 이러한 채널은 냉각수를 균일하게 분배하도록 최적화하여 플레이트 전체의 온도 변화를 최소화할 수 있습니다. 또한 채널 설계의 유연성 덕분에 다양한 냉각수 유량과 점도를 수용할 수 있습니다.
스탬핑 방식의 액체 냉각판은 확장성이 뛰어나 소규모 및 대규모 생산에 모두 적합합니다. 스탬핑 공정은 재료 낭비를 최소화하고 생산 시간을 단축하기 때문에 특히 대량 생산 시 비용 효율적입니다.
효과적인 스탬핑형 액체 냉각판 설계 는 플레이트 두께, 유동 채널 구성, 냉각수 분포 등 여러 요소를 신중하게 고려해야 합니다. 이러한 각 요소는 냉각판의 전반적인 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
냉각판의 두께는 열 성능과 구조적 무결성 모두에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 일반적으로 냉각판이 두꺼울수록 재료의 부피가 커져 더 많은 열을 흡수할 수 있기 때문에 열 방출이 더 잘됩니다. 그러나 두꺼운 플레이트는 무게도 증가하므로 공간이 제한된 애플리케이션에서는 문제가 될 수 있습니다.
최적의 플레이트 두께는 열 부하, 사용되는 냉각수 유형, 필요한 냉각 용량 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 대부분의 애플리케이션에서는 1.5mm에서 3.0mm 사이의 두께가 일반적입니다. 그러나 특정 요구 사항에 따라 더 두껍거나 얇은 플레이트가 필요할 수 있습니다.
냉각판 내 유로의 설계는 열 전달 효율을 결정하는 핵심 요소입니다. 채널은 압력 강하를 최소화하면서 냉각수와 접촉하는 표면적을 최대화하도록 설계되어야 합니다. 일반적인 채널 설계에는 뱀 모양, 병렬 및 마이크로 채널 구성이 포함됩니다. 병렬 채널은 냉각수 흐름을 여러 경로로 분할하여 압력 강하를 줄입니다. 이 설계는 낮은 압력 강하와 균일한 온도 분포가 중요한 애플리케이션에 적합합니다.
설계자는 유량 채널을 구성할 때 유량과 압력 강하 사이의 관계를 고려해야 합니다. 유량이 높을수록 열 전달이 개선될 수 있지만 압력 강하가 증가하여 더 강력한 펌프가 필요할 수 있습니다. 유량, 압력 강하 및 열 성능 간에 원하는 균형을 이루도록 채널 설계를 최적화해야 합니다.
XD 열화상(CFD) 서비스를 제공합니다. CFD 시뮬레이션을 통해 냉각수 흐름 패턴, 온도 분포 및 냉각판 내 압력 강하를 시각화할 수 있습니다. 이 분석은 잠재적인 개선 영역을 식별하고 최종 설계가 성능 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
균일한 냉각수 분배는 전체 플레이트에 걸쳐 일관된 냉각을 달성하는 데 필수적입니다. 냉각수가 고르지 않게 분배되면 핫스팟이 발생하여 냉각 솔루션의 전반적인 효율성이 떨어질 수 있습니다. 균일한 분배를 보장하기 위해 설계자는 입구 및 출구 배치, 채널 구성 및 유량을 신중하게 고려해야 합니다.
냉각수가 전체 표면에 고르게 흐르도록 냉각판 내의 유로를 최적화해야 합니다. 이는 채널 설계를 조정하거나 채널 폭을 변경하거나 특정 영역에 유량 제한기를 통합하여 달성할 수 있습니다. 목표는 압력 강하를 최소화하면서 균일한 온도 분포를 달성하는 것입니다.
하이드로포밍 냉각판은 고성능 전기차 배터리 셀 열 관리 솔루션에 이상적인 선택이 될 수 있는 다양한 기능을 제공합니다. 복잡한 형상을 수용하고, 가볍고 내구성이 뛰어난 구조를 제공하며, 높은 열 효율을 제공한다는 점에서 다른 제조 방법과 차별화됩니다. 이 공정의 다목적성과 비용 효율성은 하이드로포밍의 매력을 더욱 높여 자동차에서 전자 제품에 이르기까지 다양한 산업에서 선호되는 선택입니다.
하이드로포밍 기술을 사용하면 대량 생산 시 일관된 품질을 보장할 수 있습니다.
냉각판의 두께는 열을 발산하고 구조적 무결성을 유지하는 능력에 중요한 역할을 합니다. 두꺼운 플레이트는 더 많은 열을 흡수하지만 무게가 증가할 수 있으므로 전기차와 같이 공간이 제약된 애플리케이션에서는 문제가 될 수 있습니다.
주요 요인으로는 효율적인 열 전달과 압력 강하 최소화를 위해 최적화해야 하는 플레이트 두께, 흐름 채널 설계, 냉각수 분배 등이 있습니다.
저는 5년 넘게 배터리 열 관리 분야에서 일하면서 수많은 국제 프로젝트를 처리했습니다. 배터리 액체 냉각 제품이나 서비스에 대해 궁금한 점이 있으면 언제든지 문의해 주세요!
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