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Anzahl Durchsuchen:0 Autor:Site Editor veröffentlichen Zeit: 2025-10-21 Herkunft:Powered
Bei Winshare Thermal erleben wir aus erster Hand die steigende Nachfrage nach Hochleistungskühlung in kritischen Sektoren wie Elektrofahrzeugen ( EVs ), Energiespeichersystemen ( ESS ) und High-Density-Computing für KI- Server. Bei diesen Anwendungen ist das effektive Wärmemanagement nicht nur eine Designherausforderung – es ist ein entscheidender Faktor für die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des Systems.
Die flüssige Kühlplatte fungiert als unverzichtbare thermische Schnittstelle und überträgt die Wärme von Komponenten wie IGBT- Modulen oder Leistungsbatteriezellen direkt auf die Kühlflüssigkeit. Die grundlegende Materialauswahl dieser Kühlplatte hat großen Einfluss auf deren Kühleffektivität, strukturelle Integrität und Gesamtkosteneffizienz.3
Ingenieure stehen immer vor der Entscheidung zwischen Kupfer ( Cu ) und Aluminium ( Al ). . Bei Winshare Thermal besteht unsere Philosophie nicht darin, ein Material für universell überlegen zu erklären, sondern das optimale Material und den Herstellungsprozess zu bestimmen , der genau für die individuellen thermischen, mechanischen und finanziellen Anforderungen jeder spezifischen Anwendung geeignet ist.
Das Engagement von Winshare Thermal:
Mit umfangreichen Fertigungskapazitäten, die Vakuumlöten, Reibrührschweißen (FSW) und unsere speziellen Kühlplattenkonstruktionen mit Röhren (eingebetteten Röhren) umfassen, zeichnen wir uns durch die Arbeit mit Kupfer und Aluminium aus. Diese Vielseitigkeit, kombiniert mit unserem umfassenden technischen Fachwissen, ermöglicht es uns, unseren Kunden unvoreingenommene, lösungsorientierte Material- und Prozessempfehlungen zu geben und so höchste Leistung und Zuverlässigkeit für ihre kritischen Wärmemanagementanforderungen zu gewährleisten.
Unsere Auswahl des richtigen Materials für eine Kühlplatte beginnt mit einem gründlichen Vergleich der physikalischen Kerneigenschaften. Bei Winshare Thermal werten wir diese Kennzahlen sorgfältig aus, um sicherzustellen, dass die hergestellte Kühlplatte Leistung und Machbarkeit bietet.
Die Wärmeleitfähigkeit ( k ) ist der wichtigste Faktor und bestimmt die inhärente Fähigkeit eines Materials, Wärme zu leiten.
| Material | Wärmeleitfähigkeit (W/m⋅K) | Relative Leistung | Der Herstellungsansatz von Winshare Thermal |
| Kupfer () Cu | ~ 400 | Ausgezeichnet (Höchste) | Bevorzugt für Vakuumlöten und Skived-Fin -Kühlplatten in Anwendungen mit hohem Fluss. |
| Aluminium () Al | ~ 205 | Gut | Ideal für FSW- und gelötete Aluminiumplatten in gewichtsempfindlichen Szenarien mit verteilter Wärme. |
Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit von Kupfer (~ 205 W/m⋅K ) macht es zum klaren Spitzenreiter bei der Maximierung der Wärmeübertragungseffizienz. Dies ist von entscheidender Bedeutung für Anwendungen mit extrem hohem Wärmefluss, bei denen konzentrierte Wärme von Leistungselektronik wie Hochfrequenz- IGBTs eine möglichst niedrige Sperrschichttemperatur (T_j ) und strenge Wärmewiderstandsbudgets erfordert.
Aluminium hat zwar einen niedrigeren k- Wert, bietet aber dennoch eine gute Leitfähigkeit und ist äußerst effektiv für Anwendungen, bei denen die Wärmelast stärker verteilt ist.
Der Fertigungsvorteil von Winshare Thermal:
Wir nutzen unser Fachwissen im Vakuumlöten von Kupfer, um Kühlplatten für die anspruchsvollsten Hochflussanwendungen (z. B. CPU-/GPU-Kühlung) herzustellen, bei denen das volle Potenzial der Kupferleitfähigkeit durch überlegene metallurgische Bindung ausgeschöpft wird.
Das Systemgewicht ist ein wichtiger Konstruktionsaspekt, insbesondere bei mobilen und großen Transportanwendungen.
| Material | Dichte ()g/cm3 | Gewichtsverhältnis | Der Anwendungsfokus von Winshare Thermal |
| Kupfer () Cu | 8.96 | ~3,3 ╳Al | Wird verwendet, wenn die extreme Wärmeleistung wichtiger ist als Gewichtsbedenken. |
| Aluminium () Al | 2.70 | 1 ╳ | Das bevorzugte Material für großformatige, gewichtsempfindliche Konstruktionen mittels FSW und Hartlöten. |
Aufgrund seiner hohen Dichte () ist Kupfer volumenmäßig fast dreimal schwerer als Aluminium (). Dieser erhebliche Gewichtsunterschied ist bei großen Systemen wie Schränken oder großen Batteriepaketen von größter Bedeutung. Die Verwendung von Aluminium-Kühlplatten, die oft mit unserem ~ 8.96 g/cm^3~ 2,70 g/cm^3 ESS EV FSW-Verfahren hergestellt werden , führt zu erheblichen kumulativen Gewichtseinsparungen, die sich direkt auf die Fahrzeugreichweite, die Systemintegration und die Versandlogistik auswirken.
Der Fertigungsvorteil von Winshare Thermal:
Unsere fortschrittlichen Friction Stir Welding (FSW)-Fähigkeiten sind speziell für Aluminiumlegierungen optimiert und ermöglichen uns die Herstellung großer, leichter und strukturell robuster Kühlplatten, die für die bei EV- und ESS-Anwendungen erforderlichen kumulativen Gewichtseinsparungen unerlässlich sind.
Die endgültige Materialauswahl bei Winshare Thermal geht über die reinen thermischen Eigenschaften hinaus. Unsere technischen Überlegungen umfassen praktische Herstellungsfragen, Kostenoptimierung und entscheidende langfristige Flüssigkeitskompatibilität, um maximale Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
Insbesondere bei Massenmarktanwendungen sind die Kosten häufig ein dominierender Faktor.
Aluminium weist im Allgemeinen niedrigere Rohstoffkosten auf, was sich direkt auf das Materialbudget des Systems auswirkt. Entscheidend ist, dass Aluminium auch für verschiedene Herstellungsverfahren hervorragend geeignet ist, was schnellere Produktionszyklen ermöglicht – ein entscheidender Vorteil für massenproduzierte Komponenten.
Der Fertigungsvorsprung von Winshare Thermal: Wir setzen für unsere Aluminium-Kühlplatten in großem Umfang Reibrührschweißen (FSW) ein. FSW ist ein herausragender Festkörperverbindungsprozess, der hochintegrierte Verbindungen mit komplexen inneren Rippengeometrien schafft und ihn so für die Massenproduktion von Aluminium-Kühlplatten außerordentlich kostengünstig und effizient macht.
Kupfer bietet zwar eine überlegene Leistung, ist jedoch im Hinblick auf das Rohmaterial teurer und kann langsamer zu bearbeiten sein. In bestimmten Szenarien kann jedoch eine kleinere, weniger komplexe Kupferplatte (z. B. eine vakuumgelötete Kupferkühlplatte ) eine größere, komplexere Aluminiumplatte übertreffen und möglicherweise deren höhere anfängliche Material- und Verarbeitungskosten ausgleichen.
Korrosion ist ein kritisches langfristiges Zuverlässigkeitsrisiko in jedem Flüssigkeitskühlsystem. Galvanische Korrosion , die auftritt, wenn unterschiedliche Metalle mit einem Elektrolyten (der Kühlflüssigkeit) in Kontakt kommen, ist ein erhebliches Problem in Kreisläufen mit gemischten Metallen (z. B. einer Aluminium-Kühlplatte, die mit einem Kupfer-Wärmetauscher verbunden ist).
| Systemkonfiguration (Winshare Thermal Solutions) | Korrosionsrisiko | Lösung und Anforderung |
| Vollkupferschleife | Niedrig | Hervorragende Langzeitzuverlässigkeit. Unsere vakuumgelöteten Kupferplatten sind ideal. |
| Vollaluminium-Schleife | Mäßig | Erfordert spezielle, inhibierte Kühlmittel (z. B. Glykol). unsere Hier zeichnen sich FSW-Aluminiumplatten aus. |
| Gemischte Schleife () Cu/Al | Hoch | Erfordert eine robuste Passivierung/Beschichtung (z. B. Nickelbeschichtung auf Cu- Komponenten ) und sehr strenge Kühlmittelkontrollen. Wir bieten kompetente Beratung für solch komplexe Systeme. |
Ein Vollkupfersystem bietet im Allgemeinen die beste langfristige Zuverlässigkeit gegen Korrosion. Ein Vollaluminiumsystem, das oft mit unserem FSW-Verfahren hergestellt wird , eliminiert galvanische Probleme, erfordert aber dennoch spezielle, inhibierte Kühlmittel, um grundlegende Aluminiumkorrosion zu verhindern.
Ein gemischtes Cu/Al -System bietet zwar Designflexibilität, birgt jedoch das höchste Risiko und erfordert eine sorgfältige Konstruktion. Dazu gehören eine sorgfältige Materialauswahl, robuste Komponentenbeschichtung (z. B. Nickelbeschichtung auf unseren Kupferkomponenten ) und spezielle Korrosionsinhibitoren in der Flüssigkeit – alles Bereiche, in denen Winshare Thermal fachkundige Beratung und Fertigungskapazitäten bietet. Das Ignorieren dieser Faktoren kann zu einem vorzeitigen Systemausfall und kostspieligen Ausfallzeiten führen.
Die Wahl zwischen Kupfer und Aluminium wird stark vom thermischen Profil und den betrieblichen Einschränkungen der jeweiligen Anwendung beeinflusst. Bei Winshare Thermal bieten wir maßgeschneiderte Empfehlungen basierend auf unserer umfassenden Erfahrung in Schlüsselbranchen.
Diese Kategorie umfasst Systeme mit hoher, konzentrierter Wärmelast, wie z. B. IGBT- Module, Leistungsumwandlungseinheiten und Frequenzumrichter (VFDs).
Winshare Thermal-Empfehlung: Kupfer
Begründung: Diese Anwendungen erfordern den absolut geringstmöglichen Wärmewiderstand, um Hitzestöße mit hoher Dichte zu bewältigen und empfindliche Halbleiterverbindungen kühl zu halten. Die hervorragende Leitfähigkeit von Kupfer, die durch unsere Vakuumlöt- und Skived-Fin -Prozesse maximiert wird, ist für Zuverlässigkeit und Betriebseffizienz nicht verhandelbar.
Beispiel: Kühllösungen für leistungsstarke Windkraftkonverter und KI- Serverprozessoren.
Dabei geht es um die Kühlung großer Batteriepacks und Module, bei denen die Wärmelast typischerweise auf viele Zellen verteilt ist.
Winshare Thermal-Empfehlung: Aluminium
Begründung: Bei diesen Anwendungen stehen geringes Gewicht, große Größe und Kosteneffizienz im Vordergrund. Während die Wärmelast verteilt wird, bietet Aluminium, insbesondere wenn es mit unserer FSW-Technologie verarbeitet wird , eine ausreichende Wärmeleistung. Aufgrund seiner geringen Dichte und günstigen Kosten eignet es sich ideal für den erforderlichen Großmaßstab. Unsere FSW-Aluminium-Kühlplatten sind strukturell robust und äußerst kostengünstig für großformatige Integrationen wie Power Battery Packs.
Beispiel: Kühlplatten für $ ext{EV}$ Batteriemodule und großformatige ESS- Schränke.
Diese Kategorie umfasst die Kühlung von Hochleistungsprozessoren, GPUs und KI- Beschleunigern in Rack-Umgebungen mit hoher Dichte.
Winshare Thermal-Empfehlung: Kupfer (Schnittstelle) oder Hybrid
Begründung: Serverkomponenten erfordern extreme Leistung auf begrenztem Raum. Wir verwenden oft Kupfergrundplatten (z. B. vakuumgelötet ), die direkt mit der CPU oder GPU in Kontakt kommen , um die Wärmeableitung aus dem kleinsten Bereich zu maximieren. Für größere Komponenten des Kühlkreislaufs, wie Verteiler oder Rack-Wärmetauscher, kann Aluminium verwendet werden, um Gewicht und Kosten zu sparen. Dieser Hybridansatz , unterstützt durch unsere Multiprozess-Fertigungsfähigkeiten, bietet maximale thermische Leistung am kritischsten Punkt. Wir bieten fachkundige Beratung zur Flüssigkeitschemie, um die Korrosionsrisiken gemischter Metalle in solch komplexen Hybridsystemen zu mindern.
Beispiel: Direct-to-Chip-Kühlplatten für AI- Server und flüssigkeitsgekühlte CDU- Komponenten.
Die Wahl zwischen Kupfer- und Aluminium-Kühlplatten ist ein grundlegender technischer Kompromiss. Es ist eine Entscheidung, bei der Winshare Thermal Ihnen mit Präzision und Fachwissen hilft.
Wählen Sie Kupfer , wenn maximale thermische Leistung und langfristige Korrosionszuverlässigkeit in einem System aus reinem Metall (häufig erreicht durch unsere Vakuumlöt- oder Skived-Fin- Verfahren) die wichtigsten Anliegen für Hochflusskomponenten sind.
Entscheiden Sie sich für Aluminium, wenn Gewichtseinsparungen, Kosteneffizienz und Skalierbarkeit für große, verteilte Wärmelasten (normalerweise hergestellt mit unseren FSW- oder Aluminium-Lötverfahren ) die Hauptgründe sind.
Die „bessere“ Wahl ist eindeutig diejenige, die das optimale Gleichgewicht erreicht und spezifische thermische Anforderungen, Systembudgets sowie alle mechanischen und chemischen Einschränkungen erfüllt. Es reicht nicht aus, sich auf Schätzungen zu verlassen. Winshare Thermal verfügt über ein fortschrittliches Design- und Analyseteam, das sich aus Eliten der weltweit führenden Thermounternehmen der Branche zusammensetzt. Wir bieten engagierte technische Unterstützung, führen umfassende thermische und mechanische Simulationen durch und führen Design for Manufacturability ( DFM )-Analysen für unser vielfältiges Spektrum an Fertigungsprozessen durch.
Dieser integrierte Ansatz stellt sicher, dass für Ihr Projekt das absolut richtige Material und der richtige Herstellungsprozess ausgewählt werden, und garantiert so höchste Leistung, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz für Ihre kritischen Anwendungen.
