電池冷卻與電池水冷板
隨著國家新能源汽車戰略的深入推進，新能源汽車行業受到了越來越多的人關注。動力電池作為新能源汽車的心臟，其安全性,壽命,續駛里程,性能也成為廣大用戶關注的焦點。為了提高電池的性能，延長電池的使用壽命，增加車輛的續駛里程，防止動力電池出現安全性事故，電池的工作溫度就成為關鍵因素之一。
在一眾電池冷卻方案中，液冷以其大比熱容、高換熱系數，成為超越風冷、相變冷卻的主流冷卻方式。動力電池在工作中產生的熱量，通過電子部件與板型鋁質器件表面接觸的方式傳遞，最終被器件板內部流道中的冷卻液帶走，這個板型鋁質器件就是水冷板。
水冷板的設計形式及其布置位置也是多種多樣的，主要根據電池的類型，電池系統整體的布置來確定。加之為了保證大能量電池包溫度均勻性，整個熱管理系統基本都采用多并聯支路設計，冷卻流道越長，溫度均勻性控制越困難，例如特斯Model X單冷卻管道長度約5.2m到model3單冷卻管道變為約1.9m，通過初步CFD計算，電池系統整體均勻性有了很大提高。
電池水冷板的工藝變遷
電動汽車從早期的普通油改電，到降本要求下電池PACK方案的優化，水冷板工藝路線也在歷經變化。
型材水冷板的用料是板厚2mm左右的6系鋁型材，無需用到懸浮設計，直接拿VDA模組往上堆，每塊放置3-4個模組，也可以把水流道集成到箱體底部，所有模組都堆到了水冷板上面，強度可見一斑。
圖1 擠出型材水冷板工藝
但是，這種冷板的成型工藝比較復雜，早在“遠古”時代，如果要做大的板子，由于沒有那么大的模具，需要將兩至三塊板子用攪拌摩擦焊拼在一起，另外，該類型的水冷板兩端堵頭需要通過焊接形成內部水環路，所以整體工序較多而且工藝復雜，加上焊頭也是耗材，因此耗資較高。
水冷板的性能會影響動力電池的性能，從而直接影響到電動汽車的續航能力，擠鋁水冷板幾塊板子動輒十幾二十公斤，極大限制了電池的發揮，因而被直接打入了冷宮。
隨后市場把眼光投向了更輕便的沖壓板和口琴管，釬焊工藝的水冷板登上了歷史舞臺。先來說說釬焊這個工藝，其實釬焊在汽車工業應用廣泛且成熟，汽車的前端散熱器、冷凝器和板式換熱器等都采用此工藝，一般采用3系的鋁材在焊接的位置涂上焊料然后過高溫（600℃左右）釬焊爐使焊料融化焊接而成，所以相對來說工序較簡單。
雖然他們采用同一種工藝，但是應用上有所區別。沖壓板首先要將一塊平板沖壓出設計好的流道，流道深度一般在2-3.5mm，在用另一塊平板與之焊接在一起，兩塊板厚可以在0.8-1.5mm不等。而口琴管流道的橫截面類似口琴管形狀，兩端是集流體起匯流作用，所以內部的流向只能直來直去，并不能像沖壓板那樣隨意設計，有一定的局限性。
圖3 audi e-tron三明治電池包中的口琴管
然而，當時的沖壓板單板并不大，純電較大電量的電池包需要6-8塊，加上SAE的快插接頭與管子，外加支撐泡棉與導熱墊，一套成本得上千，而采用口琴管能便宜30%以上，巨大的成本優勢。
隨著單電芯能量密度達到一定瓶頸之后，只能靠提高PACK成組率來提高整包的能量密度了，為了往電池包內塞進更多的電芯，模組越做越大，甚至取消掉模組這個概念，直接往箱體上堆電芯，這就是CTP。與此同時，電池水冷板也朝著大板子的方向發展，要么就是選擇集成到箱體或者模組，要么就是做成一大塊沖壓板平鋪于箱體底部或者蓋在電芯頂面。
電池水冷板加工工藝--焊接
三種類型中，沖壓板式液冷板的功能復雜性會更高，因為它涉及到的沖壓和焊接的要求是十分苛刻的。同時，無論使用何種電池水冷板制造工藝，焊接都是很重要的一道工序。如今，水冷板的焊接加工工藝主要分為通電擴散接合、真空釬焊和攪拌摩擦焊三大類，因真空釬焊液冷板有設計結構靈活、焊接效率高等特點，故在電動汽車領域被廣泛采用。
當前，隨著液冷板的結構逐步多樣化，對焊接工藝的要求也越來越高，焊接也朝著以下6個方向發展：1）改善焊接能效，提高焊接生產率、降低焊接成本；2）提高準備車間的機械化和自動化水平，提高焊接質量穩定性；3）焊接過程自動化，改善焊接生產環境，解決惡劣勞動條件；4）新興工業的發展不斷推動焊接技術的前進；5）熱源的研究與開發不容忽視；6）節能技術是普遍關注的問題。綜上，這也對焊接設備的研發與生產提出了更高的要求。
電池水冷板焊接設備制造企業推薦（排名不分先后）
1）捷豹自動化：專業從事無鉛回流焊、無鉛波峰焊、真空回流焊等電子設備研發、生產、銷售的國家高新技術企業。
2）萬宇科技：全系攪拌摩擦焊智能裝備的供應商，最新研發產品有機器人回填式攪拌摩擦點焊設備等，并推出攪拌摩擦點焊&縫焊一體化解決方案。
3）焊威新能源：專業提供攪拌摩擦焊接加工共享智造及新能源汽車周邊生態產品服務的高科技企業，攪拌摩擦焊技術現已廣泛應用新能源汽車鋁電池托盤、汽車輪轂、水冷電機殼、各種水冷板、鋁鑄件密封、5G基站配件等鋁合金產品焊接。焊威合作客戶包括比亞迪、寧德時代、小鵬汽車等知名企業。
4）友智機械科技：專業從事創新型環保節能設備的研發、生產和銷售，擁有臺灣中/高頻感應熱處理智能設備全套生產線和技術應用系統，為工業機械設備改造提供多元化的綜合解決方案。
5）冠業精工：專注于日本”通電擴散接合”工藝的研發及銷售。用于異種金屬、金屬與非金屬、異種非金屬的接合方案。為客戶提供最新接合工藝的解決方案與接合設備專業制造，以及產品定制獨有接合工藝。
6）世佳博：攪拌摩擦焊細分領域全球知名的“整體解決方案”提供商。可為來自航空、航天、船舶、軌道交通、汽車、電力電子、治煉、民用建筑等領域客戶提供快捷高效的攪拌摩擦焊接服務。
7）廣東聯洋：主要產品有工業弧焊智能設備、等離子切割機、焊接電源、激光焊接設備、智能啟動電源、儲能電源設備等。產品廣泛應用于智能焊接機器人、造船、電網、汽車制造等領域，為各類大型工程、工業設施設備工廠提供焊接解決方案。
8）立騰自動化：在汽車、航天、船舶等焊裝、總裝及自動化領域，立騰人不斷探索、銳意進取，對裝備的核心技術不斷地進行更新換代，為產品競爭力提供了堅實的技術保障。主要客戶有長安汽車集團、力帆汽車集團、廣汽集團、華晨汽車集團、東風小康、江淮汽車集團、吉利汽車集團、淮海集團、金龍集團，江蘇開沃及配套企業并服務于眾多新能源汽車廠家等。
總結
2023年至2030年新能源乘用車BEV車型銷量在550萬輛至824萬輛，液冷板單價取750元/套，對應市場規模28億元至49億元，相應地，PHEV市場規模在7億元至14億元之間，新能源乘用車市場整體35億元到63億元之間。液冷板主要應用在新能源汽車上，因而，預計2026年中國液冷板市場規模將達到70億元左右。因此，與水冷板加工相配套的水冷板焊接設備也具有巨大的市場潛力。
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