冷卻技術的案例
Moldex3D模流分析之快速模具溫度加熱冷卻成型技術
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之快速模具溫度加熱冷卻成型技術
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 Moldex3D模流分析之模具溫度加熱冷卻成型技術
因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 汽車電池熱管理冷卻技術分析（含視頻教程詳細講解）
風冷結構簡單、?成本低廉，但是冷卻效率相對較低。
哪種冷卻方式難度最大？
難度最大的是直冷技術。?
直冷技術通過將制冷劑直接引入電池冷卻系統，?通過制冷劑的蒸發和冷凝來實現電池的冷卻和加熱，需要確保系統的抗壓和密封性能，?因此，?盡管直冷技術在理論上具有顯著優勢，?但其在實際應用中的復雜性和技術挑戰限制了其廣泛應用。
不同冷卻方式應用領域
自然冷卻：?適用于早期的新能源汽車，?如比亞迪唐、?宋、?e6等，?以及在環境溫度較低或對成本敏感的應用場景。?自然冷卻方式利用空氣自然對流進行散熱，?成本低廉，?但散熱效率相對較低，?在冬季需要額外的加熱系統。?
風冷：?適用于對成本和能耗有要求，?同時環境溫度變化不大的應用場景。?風冷通過增加風扇等設備主動促進空氣流動，?提高散熱效率，?成本低、?能耗低、?技術成熟且易于控制。?但其冷卻效果仍受到環境溫度的影響，?且在冬季加熱電池時也需要額外的加熱系統。?
液冷：?適用于對冷卻效率有較高要求，?同時考慮電池加熱和安全性的應用場景。?液冷通過冷卻液在電池組中的循環流動實現散熱，?具有高效的冷卻效果以及能夠同時實現電池的加熱和冷卻。?盡管液冷系統會增加車輛的重量和占用一定的電池空間，?并且后期維護成本較高，?但其高效性和靈活性使其成為目前最主流的動力電池冷卻方式。?
直冷技術：?適用于對冷卻效率有極高要求，?但成本和復雜性不是主要考慮因素的應用場景。?直冷技術采用制冷劑作為熱交換介質，?利用制冷劑在氣液相變過程中吸收大量熱量的特性，?實現快速冷卻。?盡管直冷技術在某些方面具有優勢，?但由于其復雜性和成本較高，?目前應用并不廣泛。??
汽車電池冷卻技術發展趨勢
汽車電池冷卻方式的發展趨勢將朝著高性能化、?多功能化、?集成化設計、?環保和可持續性以及適應不同場景需求的方向發展。?
展開 
Moldflow冷卻分析之關鍵技術-新科益
Moldflow冷卻分析之關鍵技術
一、概述
注塑模冷卻系統設計的好壞是模具設計成功與否的一個關鍵因素，它直接影響塑料制品的質量和生產效率。在注塑成型過程中，塑料制品在型腔中的冷卻時間要占整個成型周期的70%~80%，而且冷卻的速度和均勻性直接影響制品的性能。如果冷卻系統設計不合理的話，會造成生產周期過長，成本過高，另一方面，不均勻的冷卻效果也會造成產品因熱應力而產生翹曲變形，從而影響產品品質。
二、冷卻分析技術的作用
衡量模具冷卻系統設計好壞的標準有兩個：一是是制品冷卻時間最短；二是使制品的各個部位均勻冷卻。影響冷卻系統的因素很多，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質、流量、溫度、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑料頂出溫度外，還涉及到塑料與模具之間的非穩態熱循環交互作用。用實驗的方法來測試不同的冷卻系統對冷卻時間和制品質量的影響是相當困難的，也是不現實的。傳統的冷卻系統設計多以經驗為主，往往無法將冷卻系統優化，以進行均勻而有效的冷卻，結果造成成型周期過長，并可能是產品冷卻不均而導致翹曲變形。計算機分析與模擬則是完成這種預測的最佳方法。Moldflow可以對冷卻系統作優化設計，通過分析冷卻系統對流動過程的影響，優化冷卻管道的布局和邊界條件，從而產生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產品成型后的內應力，提高產品質量，降低成本。
詳細文章內容請訪問新科益網站：http://www.cadit.com.cn/tradenews1.asp?id=253
展開 Moldflow冷卻分析技術
Moldflow冷卻分析技術.doc
技術 \\ 數據中心間接蒸發自然冷卻
來源 |
制冷空調換熱器
間接蒸發冷卻技術在數據中心領域的應用，近年來漸漸得到了國內互聯網大廠的青睞，且在國內的很多地區都有了應用案例。
Moldflow冷卻分析技術
概述
注塑模冷卻系統設計的好壞是模具設計成功與否的一個關鍵因素，它直接影響塑料制品的質量和生產效率。在注塑成型過程中，塑料制品在型腔中的冷卻時間要占整個成型周期的70%~80%，而且冷卻的速度和均勻性直接影響制品的性能。如果冷卻系統設計不合理的話，會造成生產周期過長，成本過高，另一方面，不均勻的冷卻效果也會造成產品因熱應力而產生翹曲變形，從而影響產品品質。
一． 冷卻分析技術的作用
衡量模具冷卻系統設計好壞的標準有兩個：一是是制品冷卻時間最短；二是使制品的各個部位均勻冷卻。影響冷卻系統的因素很多，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質、流量、溫度、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑料頂出溫度外，還涉及到塑料與模具之間的非穩態熱循環交互作用。
用實驗的方法來測試不同的冷卻系統對冷卻時間和制品質量的影響是相當困難的，也是不現實的。傳統的冷卻系統設計多以經驗為主，往往無法將冷卻系統優化，以進行均勻而有效的冷卻，結果造成成型周期過長，并可能使產品冷卻不均而導致翹曲變形。計算機分析與模擬則是完成這種預測的最佳方法。Moldflow可以對冷卻系統作優化設計，通過分析冷卻系統對流動過程的影響，優化冷卻管道的布局和邊界條件，從而產生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產品成型后的內應力，提高產品質量，降低成本。
二． 冷卻系統設計原則
1． 注塑模的熱傳輸
在注塑成型過程中，存在四種基本的熱傳輸方式：強制對流、自然對流、傳導和輻射。注塑模熱量的輸入和輸出如圖1所示。由塑料帶入注塑模的熱量，其中80%~95%通過模具金屬傳導至冷卻水管壁，然后遣散到冷卻水管中去。傳導至注塑機模板的熱量和從模具表面對流出去的熱量僅占總量的5%~15%，并不重要。輻射到周圍空間的熱量，只有當模具溫度達到85℃以上時才考慮。在采用熱流道的情況下，也會向模具輸入熱量。
展開 電動汽車電機"冷卻"技術
此外，Equipmake還為APM200研發了專用逆變器，采用了結合碳化硅二極管和IGBT（絕緣柵雙極晶體管）的動力電子技術，使得電機能在高變頻下保持大功率運轉。
輪輻電機系統剖析圖(Equipmake)
一冷再冷
冷卻是決定電機性能的關鍵。電機磁鐵的溫度越低，電機輸出峰值功率的時間就越長。但是，光做到冷卻還不夠，必須要保證冷卻的成本適中、質量可靠、量產效率高。
Foley表示，“輪輻電機的結構能夠滿足以上這些要求。傳統的永磁電機的磁鐵呈V型，被壓在轉子四周的壓片上，壓入深度很淺，而輪輻電機的磁鐵則像輻條一樣垂直于鋁制轉子的表面，使得磁鐵得以非常接近冷卻液（60℃水/乙二醇）。換言之，傳統電機的磁鐵是分布在壓片上，所以無法接近冷卻液；而輪輻電機磁鐵的一端是在鋁制中心轂上，所以我們可以讓冷卻液足夠靠近磁鐵，達到散熱的目的。盡管和傳統電機相比，輪輻電機的生產難度更高，但是我們設計的電機已經可以量產，對此我們很有信心。”
Foley表示，實現電機量產的關鍵在于落實設計細節，比如找到將壓片安裝在中心轂上的方法，“中心轂基本上是鍛造件。我們的冷卻非常高效，所以能獲得所需的高強度。鋁制中心轂的溫度控制在100℃以下，因此我們可以使用成本低但性能、可靠性、壽命都毫不遜色的磁鐵。熱能工程是讓一款電動汽車電機脫穎而出的一大關鍵。”
據Foley介紹，雖然輪輻結構在汽車行業的知名度還不高，但事實上其拓撲結構早已廣為人知。Equipmake輪輻電機的結構還要追溯到公司此前參加的一個名為“HIPERCAR”（高性能減碳）的英國研究項目，一同參與的還有Delta Motorsport公司和Ariel公司，項目的目標是在2020年前推出量產超高性能減排跑車。
展開 綜述 \\ 星載有源相控陣天線熱控技術研究進展
瑞士洛桑聯邦理工學院Erp
等
通過在半導體襯底上電子器件和微流體的協同設計，研制出一種效率遠超現有技術的單片集成微流道冷卻結構，其研究結果表明該散熱技術可以在只消耗0.57 W泵功的條件下實現1700 W/c
m2
的熱量排散．
4.2 基于微機電系統的射流與噴霧冷卻技術
為了滿足更高的散熱需求，基于微機電系統的沖擊射流與噴霧冷卻技術也引起了研究者的關注．通常，集成于泵驅流體回路的射流或噴霧冷卻模塊一般發揮著冷板或者蒸發器的功能．雖然目前應用于地面的噴霧冷卻技術已較成熟，但若要將其成功應用于衛星等航天器平臺的熱控系統，零重力空間環境下的噴霧管理是空間應用中尚未解決的一個重要問
題
．
美國空軍和美國國家航空和航天局均較早地開展了針對空間環境應用的微重力條件下噴霧冷卻的探索性研
究
．Wang
等
對面向航天系統熱控應用的噴霧冷卻技術進行了較詳細的綜述，并將相關研究分為4類：a. 重力對噴霧冷卻性能的影響；b. 環境壓力對噴霧冷卻性能的影響；c. 加速度和振動對噴霧冷卻性能的影響；d. 航空航天噴霧冷卻系統研究．
總體而言，目前面向航天領域的噴霧冷卻應用極少，這是因為面向航空航天領域的噴霧冷卻技術研究尚處于起步階段，對復雜空間環境引起的噴霧流型和傳熱行為變化等方面的基礎研究不足．
展開 如何看待奔馳EQC的電機冷卻液泄漏召回？
召回原因如下：
由于制造偏差，電動驅動模塊的冷卻系統可能存在密封不足，導致冷卻液滲漏
。
如果冷卻液微滲到電機內，長期使用后可能降低高壓系統的絕緣電阻值，極端情況下車輛可能無法啟動。冷卻液滲漏不滿足國家相關強制性標準中關于冷卻系統密封的要求，極端條件下，車輛的電動驅動模塊輸出功率會降低，存在安全隱患。
▲圖1. 奔馳EQC的召回（市場監督總局的通告）
Part 1 傳統汽車企業在電動汽車上的創新和迭代
EQC是奔馳在純電領域的第一代的產品設計，電驅系統也是從行業里面找資源聯合開發的，主要和ZF與奔馳聯合設計。如下圖1所示，這里主要考慮的問題是能否提供足夠的功率，前后軸各配備一臺動力電機，總功率達到了300kW，總扭矩為760Nm。
從結構上來看，這套電驅動系統采用電機減速器左右+逆變器上方的布置形式，減速器平行軸結構，電機與減速器共用殼體。在這里，電機軸與減速器輸入齒輪為一體式結構，三球軸承支撐，這樣的設計對電機后端蓋、電機殼體和減速器后殼體，連接部件的同軸度要求較高。
▲圖2. 奔馳EQC的動力系統
從冷卻來看，這里采用系統一體化冷卻的方式：
●
逆變器與電機采用直連式水管，O型圈密封;
●
電機定子、轉子軸都采用水冷，定子水套兩端O型圈密封，通過螺栓固定到機殼上，轉子軸水冷密封結構復雜(機械密封);
目前的主要問題，可能出在了轉子水冷技術上，這在電機冷卻技術屬于前沿的冷卻技術，從市場來看大部分電動機使用水去冷卻定子，或者采取油冷的辦法。
▲圖3. 奔馳后驅系統的爆炸圖和主要概覽
從這個意義上，我們可以看一下德國工程師在電驅動技術方面的考慮。
展開 
非匹配網格技術 加速冷卻系統建模
嵌件成型是一種高性能且廣泛使用的成型技術。針對嵌件成型的模擬，Moldex3D前處理提供強大的功能，為用戶自動生成適當的網格。由于進階使用者需要非常詳盡的分析結果，因此需先建構出非常完整的網格；然而若要在每個組件之間創建匹配的實體網格，通常需要有經驗的使用者花費大量時間進行網格制作。
Moldex3D現在已克服此問題，Moldex3D非匹配網格技術可支持完整的全模座分析，涵蓋塑料部件、塑件和冷卻系統（包括模座和冷卻水路）之間非匹配的網格生成。使用者將可節省大量的網格制作時間，并仍能獲得可靠的結果。以下步驟將說明如何生成冷卻系統非匹配網格，以及其在分析中的性能。
步驟1. 開啟Designer BLM/ Studio，并確認已經勾選允許非匹配網格。
在Designer/Studio操作接口中，允許非匹配網格生成
步驟2. 依照一般前處理流程：匯入幾何、設定流道系統、設定冷卻系統。
注意：必須優先設定模座，才能產生非匹配冷卻系統網格。
具有多組件成型（MCM）模型的冷卻系統
步驟3. 在產生BLM精靈中，點擊生成開始自動產生網格，若順利完成網格生成，全部的項目皆會打勾。
注意：當模座項后方出現Auto-grid文字，表示非匹配模座網格建立失敗，則以Auto-grid (fast cool) 形式輸出。
步驟4. 如下圖所示，可以看到塑件(淺紫色)與嵌件(紅色)相接的位置所對應的模座(綠色)并非所有網格頂點都有相接，這就是全模座非匹配網格。接下來該模型可用于模流分析，分析結果充分展示了不同組件間及其周圍的連續溫度分布。
非匹配網格模型的網格剖面圖及溫度分析結果
來源：科盛科技
展開 一種具有竹蓀生物仿生結構的高耐用、輻射冷卻和隔熱性能的柔性薄膜
傳統的冷卻技術，如空調等傳統冷卻方法，加速導致溫室氣體排放，加劇了氣候變化。輻射冷卻技術已經成為一種很有前途的替代方案，它提供有效的冷卻能力，不消耗電力，并且不會向環境中釋放有害化學物質。這種新的冷卻技術是通過反射太陽輻射并將紅外輻射發射到寒冷的空間中來實現的。為了達到有效的冷卻效果，材料在大氣窗口波段(8 ~ 15 μm)具有高發射率，在太陽波段(0.3 ~ 2.5 μm)具有高反射率。
然而，在高溫環境中，材料與環境之間的高溫差異會導致熱交換和導熱，從而削弱冷卻效果因此，開發輻射冷卻材料的另一個關鍵因素是降低導熱性。低導熱系數阻礙了通過直接傳導獲得大量熱量，但由于其固有的脆性和易開裂性，也給材料的加工和機械性能帶來了挑戰，這可能會損害結構的完整性和耐久性。因此，開發具有低導熱性的柔性和堅固的輻射冷卻材料對于輻射冷卻技術的實際應用至關重要。
隨著輻射冷卻材料的發展，人們發現了多孔聚合物薄膜與傳統的冷卻材料相比它們的重量輕，柔韌性好，導熱性低。此外，多孔聚合物薄膜通過操縱孔徑和孔密度來控制傳熱的能力是一個關鍵優勢。研究人員仍在探索如何優化多孔聚合物輻射冷卻材料的孔徑和孔密度，以達到最佳的冷卻性能。
02
成果掠影
近期，復旦大學材料科學系膠體微球與涂料課題組武利民教授和游波教授針對開發具有低導熱性的柔性輻射冷卻材料取得最新進展。竹蓀屬鬼筆菌科，主要生長在中國四川，適宜生長溫度為20 ~ 23℃。其莖的表面有明顯的孔隙，在高倍顯微鏡下，很明顯這些大孔隙是由更小的亞微孔組成的(圖1) 。該團隊受其多層多孔生物結構的啟發，提出了一種新型的hollow@porous輻射冷卻膜，該膜將中空微粒和多孔聚合物結合在一起。
展開 【技研】油冷電機技術講解
特斯拉空心軸套轉子油冷技術
油冷軸技術散熱功率有限，通常作為一種補充冷卻方式。Tesla將油冷軸技術和油冷機殼技術混用，構成了一套復合冷卻系統。冷卻油在離心泵的作用下先冷卻轉子，然后通過管道流向機殼，既冷卻定子又和大氣交換熱量。
特斯拉油冷軸技術與油冷機殼復合冷卻技術
定子冷卻形式較多，以噴淋冷卻技術為例，在繞組附近設計噴頭口，冷卻油液直接通過噴頭噴淋到繞組端部，在重力作用下油液分布到其他位置，瞬間帶走大量熱量，最后冷卻油液在底部被收集。
展開 XING Mobility推出下一代浸沒式冷卻電池熱管理系統
該公司積極尋求與美國經銷商建立合作伙伴關系，以加速其突破性技術在乘用車、商用車、工業機械和ESS應用中的采用。
“XING Mobility憑借其獨特的浸沒式冷卻電池技術和產品，在CES 2024上首次亮相，正式標志著我們進入美國市場，”XING Mobility聯合創始人兼首席執行官Royce YC Hong表示。“我們致力于為全球市場提供更安全、更穩定的電池熱管理選擇，改寫工業電氣化的安全規范，實現全球高效可持續的未來。”
XING Mobility將在CES 2024期間在LVCC西廳6857號展位展示其產品和技術。同時，將于1月10日10：00-10：40在LVCC西館W219參加“電動汽車電池的未來”研討會。研討會將討論電動汽車電池的潛力，如何在打破尺寸限制的同時克服材料和成本帶來的挑戰，以及電動汽車電池的發展趨勢。
關于XING Mobility
XING Mobility是全球浸沒式冷卻電池技術的先驅，于2015年在臺灣成立。研發出全球唯一獲得專利的IMMERSIO浸沒式冷卻電池系統，可廣泛應用于各種電動汽車和儲能系統，為電池系統打造穩定安全的熱管理解決方案，為工業能源轉型提供更安全、更可靠的選擇。我們擁有20多個跨國合作伙伴和客戶，以及全球數十個汽車電動化項目和儲能系統項目，致力于擴展我們的浸沒式冷卻電池技術，并與我們的全球合作伙伴一起實現可持續的未來。官網：https://www.xingmobility.com/
相關信息
2018年，XingMobility以immersio電池組系統的形式推出了商用電動汽車浸入式冷卻的第一個例子。該技術涉及將鋰離子電池直接浸入不導電的液體冷卻劑中，并在此過程中實現電池溫度之間的有效分布和均勻性。
展開 