많은 배터리 팩 엔지니어와 구매자가 초기에 묻는 질문이 있습니다: "플랫 튜브용 기존 금형이 있나요?" 이 질문은 개발 비용, 리드 타임, 냉각 효율이 열 요구 사항을 충족하는지 여부 등 더 깊은 고민을 드러냅니다. 잘못된 단면 설계를 선택하면 열 접촉 불량, 툴링 변경에 따른 비용 발생, 프로젝트 지연으로 이어질 수 있습니다.
아래에서 사용 가능한 금형, 단면 로직을 평가하는 방법, 사용자 지정이 적합한 경우, XD THERMAL와 같은 공급업체와 명확하게 소통하기 위해 필요한 데이터에 대해 자세히 살펴볼 수 있습니다.
고객이 바로 사용할 수 있는 금형이 있는지 문의하는 경우가 많습니다. 이 질문은 고객이 배터리 열 시스템에 어느 정도 익숙하거나 에너지 저장 또는 전기 모빌리티 애플리케이션을 위한 플랫 튜브 솔루션을 탐색해 본 적이 있다는 것을 암시하는 경우가 많습니다.
XD THERMAL는 플랫 튜브, 특히 4680 또는 4695와 같은 원통형 셀 포맷을 위한 압출 금형 라이브러리를 보유하고 있습니다. 그러나 이들 중 상당수는 NDA로 보호되며 여러 프로젝트에서 재사용할 수 없습니다. 벽 두께, 유로 설계 및 열 요구 사항의 변화가 크기 때문에 대부분의 튜브는 여전히 어느 정도의 맞춤화가 필요합니다.
예를 들어 프리즘형 셀 측면 냉각 설정에서 70mm, 80mm, 85mm, 심지어 140mm 폭의 프로파일이 재사용되기도 하지만 내부 채널과 벽 구조는 매우 다양합니다. 플랫 튜브는 종종 더 넓은 배터리 액체 냉각 시스템 인클로저 레이아웃과 호환되어야 합니다. 압출 금형은 상대적으로 비용이 적게 들고 배송이 가능하기 때문에 2주 이내특히 최소 자재 주문량(예: 200kg)이 새 툴링 비용과 비슷한 경우 맞춤형 툴을 만드는 것이 기존 툴을 재사용하는 것보다 더 유연하게 사용할 수 있는 경우가 많습니다.
플랫 튜브 모양은 열을 얼마나 잘 방출하고 냉각수를 분배하며 배터리 레이아웃과 통합할 수 있는지와 직결됩니다. 이를 제대로 파악하는 것은 성능과 안정성을 위해 매우 중요합니다.
작업 중인 경우 사문석 튜브 솔루션을 사용하는 원통형 셀 시스템를 사용하면 플랫 튜브가 단단하게 구부러지도록 반경에 최적화된 곡률이 필요할 수 있습니다. 반대로 프리즘형 셀 측면 냉각 는 압력과 열 접촉을 균일하게 유지하기 위해 넓고 평평한 접촉 면적이 필요합니다. 단면은 냉각수 속도, 난류 및 전체 팩 열 구배에 영향을 미칩니다.
높은 열 효율을 위한 설계는 일반적으로 표면 접촉면을 넓히고 유동 채널 깊이를 제어하는 것을 의미합니다. 일부 엔지니어는 표면 접촉 면적을 최적화하기 위해 더 넓고 얇은 프로파일을 선호합니다. 다른 엔지니어들은 난류를 증가시키고 열 전달을 개선하기 위해 채널 크기를 줄입니다. XD THERMAL에서는 초기 설계 단계에서 유동 경로와 온도 균형을 최적화하기 위한 CFD 시뮬레이션 서비스도 지원합니다. 플랫폼에 다음이 필요한지 여부 냉각판 디자인통합 배터리 팩 냉각판또는 독립형 압출의 경우 단면적은 열 성능의 기초가 됩니다.
명확한 설계가 없다고 해서 막막한 것은 아닙니다. 실제로 많은 고객이 열 요구 사항, 패키징 제약 조건 및 시뮬레이션 입력을 기반으로 단면을 개발하기 위해 엔지니어링 팀에 의존하고 있습니다.
XD THERMAL는 섹션 설계 및 압출 검증부터 코팅 및 기계 가공에 이르기까지 전주기 지원을 제공합니다. 열 하중, 구조적 요구 사항 및 생산 우선순위를 평가하여 프로젝트에 적합한 섹션을 제작합니다.
저희 팀은 목표 셀 유형과 플랫폼 레이아웃은 알고 있지만 이를 열교환기 구조로 변환하는 방법을 모르는 EV 스타트업, ESS 제조업체 및 글로벌 OEM과 정기적으로 협력하고 있습니다. 예를 들어 강도가 중요한 경우 벽 두께를 늘립니다. 더 낮은 비용을 원한다면 흐름 채널을 넓히고 재료 질량을 줄입니다. 냉각수 저항이 문제라면 터뷸런스 리브를 통합할 수도 있습니다. 일찍 참여할수록 기능적, 재정적, 납기 목표를 충족하는 섹션을 더 쉽게 제공할 수 있습니다.
많은 고객이 사전 툴링을 피하고 싶어 하지만 대부분의 시나리오에서는 새 금형이 재정적으로나 기술적으로나 최선의 선택입니다.
툴링 비용이 저렴하고 일반적으로 2주가 소요되는 빠른 처리 시간을 자랑합니다. 알루미늄 압출의 경우 최소 주문에 200kg의 재료가 필요한 경우가 많으며, 이는 성형 비용과 비슷한 수준입니다. 맞춤형 툴을 사용하면 팩에 정확하게 맞출 수 있고 나중에 다시 디자인할 필요가 없습니다.
맞춤 몰드를 추천하는 경우는 다음과 같습니다:
맞춤형 툴링은 샘플을 검증한 후 동일한 프로파일을 램프업할 수 있도록 보장합니다. XD THERMAL에서는 열 검증을 간소화하고 SOP 단계에서 불일치를 방지하기 위해 파트너와 압출을 공동 개발하는 경우가 많습니다.
많은 초기 단계 프로젝트는 불명확한 기술 커뮤니케이션으로 인해 몇 주를 허비합니다. 초기 데이터를 정확하게 파악하면 금형 확인, 샘플링 및 검증을 가속화할 수 있습니다.
최소한 목표 셀 유형, 예상 치수, 냉각수 전략(상단 냉각 또는 측면 냉각), 비용 또는 성능 중 우선 순위가 무엇인지 공유하세요. 가능하면 목표 유량과 온도 델타를 제공하세요.
일반적으로 고객이 기본 정보를 신속하게 제공할 수 있도록 한 페이지 분량의 양식을 보냅니다. 프로젝트가 비밀유지협약(NDA) 상태인 경우, 가장 안전한 방법으로 요구사항을 설명할 수 있도록 안내합니다. 셀 레이아웃의 시각적 다이어그램은 공간 제약을 평가하고 단면 아이디어를 제안하는 데 도움이 됩니다. 또한 고객 측에 단일 기술 담당자를 지정하면 프로젝트 수명 주기 전반에 걸쳐 후속 조치와 의사결정을 간소화할 수 있습니다.
잘못된 금형을 선택하면 비용 낭비뿐 아니라 전체 냉각 시스템 개발 일정에 차질이 생기고 엔지니어링 재작업이 필요할 수 있습니다.
표준 공구를 사용하다가 냉각수 누수, 커넥터 불일치, 구부러짐 결함으로 인해 어려움을 겪는 고객들을 많이 보았습니다. 심지어 일부는 뱀 모양 라우팅이나 흐름 균일성에서 호환되지 않는 문제를 발견한 후 배터리 액체 냉각 시스템을 다시 구축해야 했습니다.
예를 들어 너무 얇은 벽을 선택하면 구부릴 때 흐름 채널이 무너질 수 있습니다. 너무 두꺼우면 압력 하에서 잘 밀봉되지 않습니다. 단면이 팩 레이아웃과 일치하지 않으면 20-30% 냉각 효율이 떨어지거나 열 폭주 영역이 발생할 수 있습니다. 심한 경우 몇 개월의 지연이 발생할 수 있습니다. 금형 최적화에 일찍 투자하면 최종 SOP 일정에서 훨씬 더 많은 시간을 절약할 수 있습니다.
플랫 튜브는 종종 ESS 및 EV 열 설계에서 냉각판 및 사문석 튜브 시스템과 비교됩니다. 각각은 셀 배열과 열 요구 사항에 따라 고유한 장점이 있습니다.
플랫 튜브는 전체 알루미늄 냉각판 설치에 대한 가볍고 확장 가능한 대안을 제공하며 **프리즘 셀**의 측면 냉각 애플리케이션에서 뱀형 튜브보다 뛰어난 성능을 발휘할 수 있습니다. 플랫 튜브는 인클로저로의 통합을 간소화하면서 더 넓은 접촉 면적을 제공합니다.
동안 뱀 튜브 솔루션 는 좁은 구조의 원통형 셀에 적합하며, 더 복잡한 굽힘 및 용접 공정이 필요할 수 있습니다. 냉각판 디자인 는 가장 균일한 냉각을 제공하지만 무겁고 공간 효율이 떨어질 수 있습니다. 플랫 튜브는 유연하고 비용이 저렴하며 사용자 정의가 가능합니다. 혼합 배터리 아키텍처(예: 원통형 및 각형 셀을 모두 갖춘 모듈 결합)에서 플랫 튜브는 모듈식 적응성을 제공하여 전체 BOM 복잡성을 줄여줍니다. 이러한 하이브리드 유연성은 많은 첨단 ESS 및 e-모빌리티 플랫폼이 플랫 튜브 기반 열 시스템으로 전환하는 이유 중 하나입니다.
플랫 튜브에 적합한 단면과 금형을 선택하는 것은 신뢰할 수 있는 배터리 액체 냉각 솔루션의 기본입니다. 하지만 그보다 더 중요한 것은 애플리케이션에 필요한 것을 빠르고 유연하며 완벽하게 설계, 검증 및 제공할 수 있는 공급업체와 협력하는 것입니다.
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