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纵贯线:双通道双面散热液冷板,散热更好更安全

在11月3-4日由NE时代举办的“2025第五届xEV电池技术论坛暨2025第三届固态电池技术产业大会”上,来自纵贯线的高级研发工程师谢家龙发表了 “高效双面散热一体化冷板的开发“的主题演讲。

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纵贯线于2013年成立于苏州。成立之初的主营业务是通信基站、小家电的微通道换热器市场。主要服务的客户是爱立信、诺基亚、华为等客户。2017年通过配合特斯拉 域控制器的散热结构件产品开发开始接触新能源行业,并逐步为BYD & CATL公司开发动力电池Pack液冷板,然后进入整个新能源赛道。截止25年底,预计出货配套850万台车。

经过多年的发展,纵贯线目前在四川宜宾、江西萍乡、常州溧阳以及苏州都有工厂布局,同时在苏州还有一个研发中心,另外还有一个海外基地在筹备中。

01.

动力电池冷却的发展路线,从自然风冷到主动液冷

液冷板是动力电池Pack的一个关键部件,承载着电池冷却和加热的功能,对电池包安全起着至关重要的作用。

从动力电池包的技术发展路线来看,动力电池包的冷却方式从早期的风冷到主动液冷再到主动直冷这样的路线来变化。

为什么会发生这样的变化?这主要是和冷却介质在冷板内部或电池表面的对流换热系数息息相关。

如自然冷却的风冷,换热系数能做到5~25。而主动冷却的风冷,换热系数可以做到25~100。现在主流应用是主动液冷,其换热系数可以做到500~15000。而主动直冷的换热系统更高,可以达到2500~25000。

目前整个行业对新能源电池冷板的诉求有哪些呢?

一是散热好,第二个是轻量化,第三是耐腐蚀,第四是低成本。在这样的诉求下,就要求企业去开发出结构更优,强度更高,耐腐蚀能力更好的产品。同时还要求把工艺做到极致,把成本做到最优。

02.

双通道双面散热液冷板,散热更好更安全

双面散热,顾名思义,就是液冷板的两面都可以布置电芯在来实现散热。

从实现形式来说,最简单的就是在现有的流道板上放一张平板,实现双面散热,但是效果有限。

还有另外一种形式,就是双面鼓包的液冷板。这种液冷板是把两张流道板通过内凹面相互贴合,然后钎焊在一起。这样形成的双面散热液冷板上下面都可以进行热量传递,对布置于冷板上下面的电池进行升降温。这种设计的优势是结构比较简单,但劣势也比较明显,就是它的冷却通道只有一个,上下散热的面积偏小。

针对这些问题,纵贯线还开发了双通道双面散热液冷板,并申请了相应的专利。这种液冷板是一张流道板夹在两张均温板中间,以此形成上下两个平面,对两面的电池进行降温。其中,上下流道是立体式结构。

相比于之前的双面散热冷板,这种双通道双面散热液冷板优势明显:一是散热能力比较高。这种形式的液冷板有两个冷却通道,整个电芯覆盖区域都有冷却液在里面流动的。二是因为是三层板结构,相应的承重能力会比较高。三是适用于上下层电芯布置,空间利用率比较高,对系统集成有比较大的优势。

通过纵贯线的测试结果发现,与双面鼓包的双面散热液冷板相比,在同样的冷板尺寸和边界条件下,双通道双面散热板的换热面积可以增加39.3%,冷却液流通量可以增加76.4%。

但是,双通道双面散热液冷板的开发,也存在一些难点和挑战:

◎第一点是冷板结构相对复杂。这种三层板对研发设计的要求会比较高;

◎第二点是三层板结构的特殊性使得冷板过炉需要配置专用的一些过炉工装;

◎第三点是冷板平面度矫正相对来说比较困难。跟两层板相比,三层板的矫正难度是不一样的。它要求我们在一次性过炉的这个平面度要求高,而且对钎焊的工艺参数要求也比较高。

从应用场景来看,这种双通道双面散热液冷板主要应用于商用车、矿卡以及集装箱储能等,这些场景可以充分利用双面散热冷板的优势。

总结

在演讲结束后,现场有参会嘉宾询问了前段时间某新势力因为冷板内冷却液泄露导致的起火问题,问对于大面冷板如何做好防腐以及焊缝的密封?

谢家龙认为,腐蚀的形式是比较多样的。像这种点蚀,冲刷腐蚀、晶间腐蚀,包括缝隙腐蚀等多方面的,整个机理是比较复杂的。

从设计角度去考虑,建议控制好冷板内部的液体流速。如果流速大于3米/秒,会容易出现这种冲刷性腐蚀。当然如果流速过低,会出现杂质沉积形成闭塞电池,也容易发生腐蚀。以上两种情况对冷板的工作状态是不利的。

从表面处理及材料端看,使用喷涂防腐层或者使用一些防腐性材料来提高新能源电池冷板的防腐能力,防止因腐蚀导致漏液的情况发生。

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纵贯线液冷板散热

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