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I. Einleitung: Die entscheidende Rolle von Kühlplatten beim Wärmemanagement von Elektrofahrzeugbatterien
Warum die Temperaturkontrolle für die Leistung und Lebensdauer der Batterie von Elektrofahrzeugen von entscheidender Bedeutung ist
Die optimale Betriebstemperatur (normalerweise 15–45 °C) wirkt sich direkt auf die Akkukapazität, die Ladegeschwindigkeit, die Lebensdauer und die Sicherheit aus. Übermäßige Hitze beschleunigt das Wachstum der SEI-Schicht und die Elektrolytzersetzung, während niedrige Temperaturen den Innenwiderstand erhöhen und die verfügbare Kapazität verringern.
Kühlplatten: Das Herzstück der Batteriekühlsysteme für Elektrofahrzeuge
Kühlplatten sind flüssigkeitsgekühlte Wärmetauscher, die in direktem Kontakt mit Batteriezellen oder -modulen stehen. Sie absorbieren und übertragen Wärme an den Kühlmittelkreislauf und ermöglichen so eine präzise thermische Steuerung auch bei Schnellladung oder extremen Umgebungsbedingungen.
Herausforderungen bei der Herstellung: Herstellung leistungsstarker, zuverlässiger Kühlplatten
Moderne EV-Kühlplatten müssen Nullleckage, maximale Wärmeübertragung, leichtes Design, Vibrationsfestigkeit, komplexe interne Strömungswege und kostengünstige Skalierbarkeit für die Massenproduktion bieten.
II. Verständnis des Reibrührschweißens (FSW) für die Kaltplattenproduktion
Was ist Reibrührschweißen (FSW)?
FSW ist ein Festkörperverbindungsprozess, bei dem ein nicht verbrauchbares rotierendes Werkzeug zur Erzeugung von Reibungswärme und zur plastischen Verformung des Materials verwendet wird, wodurch eine hochintegrierte Schweißnaht entsteht, ohne dass das Grundmetall schmilzt.
Vorteile von FSW bei der Herstellung von Kühlplatten für Elektrofahrzeugbatterien
Hervorragende Verbindungsfestigkeit ohne Porosität • Extrem geringer Verzug • Kein Füllmetall erforderlich • Hervorragende Auslaufsicherheit • Umweltfreundliches Verfahren mit minimaler Rauchentwicklung.
Nachteile und Einschränkungen von FSW
Werkzeugverschleiß bei härteren Legierungen • Hohe Erstausrüstungskosten • Beschränkung auf lineare oder einfache 3D-Pfade • Geringerer Durchsatz für hochkomplexe Mehrschichtdesigns.
III. Erforschung des Vakuumlötens für die Kaltplattenherstellung
Was ist Vakuumlöten?
Beim Vakuumlöten werden Komponenten durch Erhitzen in einem Vakuumofen mit einem Füllmetall mit niedrigerem Schmelzpunkt verbunden, das durch Kapillarwirkung fließt, wodurch saubere, flussmittelfreie und oxidationsfreie Verbindungen entstehen.
Vorteile des Vakuumlötens bei der Herstellung von Kühlplatten für Elektrofahrzeugbatterien
Unübertroffene Designfreiheit für komplexe interne Turbulatoren und mehrschichtige Strukturen. • Gesamte Baugruppe in einem Zyklus hartgelötet. • Hervorragende Korrosionsbeständigkeit. • Hermetische, leckagedichte Dichtungen.
Nachteile und Einschränkungen des Vakuumlötens
Hohe Ofenkosten und Energieverbrauch. • Gefahr von Hohlräumen, wenn der Füllstoff nicht perfekt platziert ist. • Größere thermische Verformung als bei FSW. • Strenge Toleranzen für den Verbindungsspalt erforderlich.
IV. FSW vs. Vakuumlöten: Ein umfassender Vergleich für Kühlplatten für Elektrofahrzeugbatterien
Head-to-Head: Vergleich wichtiger Leistungsindikatoren
| Funktion | Rührreibschweißen (FSW) | Vakuumlöten |
|---|---|---|
| Interne Geometriekomplexität | Gut (einschichtige Kanäle) | Hervorragend (mehrschichtig, Turbulatoren) |
| Gelenkfestigkeit und Leckrate | Hervorragend (null Mängel) | Hervorragend (hermetisch) |
| Thermische Verformung | Sehr niedrig | Mäßig bis hoch |
| Produktionsdurchsatz | Medium | Hoch für komplexe Teile |
| Kapitalinvestition | Hoch | Sehr hoch |
Wann man welchen Prozess wählt: Entscheidungsfaktoren
Wählen Sie FSW, wenn maximale mechanische Festigkeit, minimale Verzerrung und einfachere Kanaldesigns im Vordergrund stehen.
Wählen Sie Vakuumlöten, wenn: eine ultimative Wärmeübertragungsleistung durch komplexe Innengeometrien und die Massenproduktion komplizierter Teile erforderlich sind.
V. Zukünftige Trends und Innovationen in der Herstellung von Kühlplatten für Elektrofahrzeugbatterien
Zu den laufenden Fortschritten gehören FSW-Werkzeuge mit längerer Lebensdauer, Roboterautomatisierung, Hartlötlegierungen mit niedrigerer Temperatur, kontinuierliche Vakuumöfen und hybride FSW+Löt-Ansätze, die das Beste aus beiden Welten vereinen.
VI. Fazit: Treffen Sie die beste Wahl für Kühlplatten für Elektrofahrzeugbatterien
Es gibt keinen allgemein „besten“ Prozess – die optimale Wahl hängt von Ihren spezifischen Leistungszielen, Ihrem Produktionsvolumen und Ihrer Kostenstruktur ab. Die enge Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Partner für das Wärmemanagement stellt sicher, dass Sie die Fertigungstechnologie auswählen und implementieren, die den größten langfristigen Wert für Ihr EV-Batteriesystem bietet.
