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圖4 大眾MEB平臺電池包爆炸圖 03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。

本期培訓主題方向為“電池包水冷板”，內容涵蓋天洑多款軟件在該主題方向的仿真分析、建模、優化操作培訓。

圖2冷板系統 冷板材質是鋁，熱導率k = 237WmK，該系統冷卻劑是用50%的水和50%的乙二醇生產的，進口溫度為20 ℃，流量為3 L/min，熱源為800W。當某些因素得到滿足時，冷卻系統會達到最佳性能。冷板上均勻的溫度分布對電池壽命至關重要，因此，變化溫度ΔT =5℃被認為是冷板的最佳溫度。

液冷板是間接液冷的關鍵部件之一。液冷板的材料、結構和制造工藝對散熱性能有很大影響。目前微通道成形技術包括微銑削、微線切割、激光微加工、光刻等。液冷板的焊接方法有回流焊、擴散焊、摩擦焊等。微通道采用電火花線切割加工。雖然微通道液冷板具有優良的散熱性能，但微通道液冷板的制造工藝存在一定的弊端。為了保證良好的密封條件，液冷板需要焊接成一個整體。

2、液冷模式電池熱管理設計2.1、系統組成 基于液體的熱管理系統可同時實現對電池冷卻和加熱，系統主要包括液冷板、管路、低溫散熱器、電池冷卻器、冷卻液循環泵、PTC水加熱器、水箱以及冷源等。其中低溫散熱器、電池冷卻器、循環水泵、PTC水加熱器和整車熱管理系統集成或者集成于獨立冷源，公眾號-新能源電池熱管理。

炎熱的夏天，水冷板送清涼，帶走熱量防超溫。而嚴寒的冬季，水冷板則送溫暖，防止電池凍僵。設計一塊完美的水冷板，是讓工程師頭疼的事。因為這中間充滿了“既要又要”的矛盾：溫差要小。 電池包有成百上千個電芯，水冷板要保證所有電芯的溫度差不多。如果車頭電芯涼得瑟瑟發抖，車尾電芯卻熱到冒煙，木桶效應，電池包整體性能肯定會被拖垮 。流阻要低。追求溫差小，最簡單的就是讓槽道盡量分叉。

2、液冷模式電池熱管理設計2.1、系統組成 基于液體的熱管理系統可同時實現對電池冷卻和加熱，系統主要包括液冷板、管路、低溫散熱器、電池冷卻器、冷卻液循環泵、PTC水加熱器、水箱以及冷源等。其中低溫散熱器、電池冷卻器、循環水泵、PTC水加熱器和整車熱管理系統集成或者集成于獨立冷源，公眾號-新能源電池熱管理。

其中，液冷板采用S型彎管構型，為增強換熱，流道表面為高密度散熱翅片，結構如圖9(b)所示。將電池模組布置在液冷板的上方，電池所產生的熱量通過熱傳導的方式傳遞到冷板上，再通過冷卻液與冷板之間的對流換熱將熱量帶走，從而間接的實現對電池模組的冷卻。本文在設置仿真初始條件時，將電池組、液冷板、空氣的初始溫度設置為20℃,冷卻液為水，冷板的材料為鋁。

▲圖2.特斯拉4680電池Pack的剖解 特斯拉把4680的電池像臘腸一樣吊起來，能讓我們看到整體的結構，一組34-35個，然后分24列進行掛著，中間也有比較經典的水冷板進行散熱。

（一）液冷工質根據液冷工質電導率不同，液冷工質可以分為直接接觸式和間接接觸式，直接接觸式的液冷工質可以與電芯直接接觸并將熱量散入環境中，硅油和篦麻油屬于直接接觸式液冷工質，間接接觸式的液冷工質不能直接與電芯接觸，通常需要利用金屬容器進行盛裝，并利用金屬容器與電芯進行接觸從而將熱量散入環境中，且金屬容 器與電芯之間需要添加絕緣層，水和乙二醇溶液屬于間接接觸式液冷工質。

▲圖4.Lucid的水冷設計 Lucid采用頂部是平面冷卻的方式，在非受力的情況下，通過間隙控制保證冷板與底部的良好接觸，在這里水冷板直接和電芯貼合的部分采用了導熱絕緣的材料，在保證貼合的情況下進行絕緣處理。

箱體則融合集成液冷設計，利用型材水冷板與框架，經FDS與涂膠工藝精密固定密封，既簡化結構又增強密封性。系統一大亮點在于輕量化設計，液冷組件與箱體結構巧妙共用，顯著減輕電池系統重量，提升整車性能與續航。利用ANSYS-SCDM進行電池包PACK建模前處理，并通過STAR-CCM+進行液冷系統流場與PACK熱場仿真。

</p><p>下圖為冷板內部流體域的溫度和速度云圖，從圖中可以看出，水通過冷板與電芯進行了換熱后，從入口流到出口的過程中其溫度呈上升趨勢。

● 冷卻設計：這里開始從獨立的水冷板（和整個殼體熱隔離）到水冷板和殼體一體化，但是加熱方式可能需要通過高頻方式來解決，所以這個改變也可能圍繞SiC半導體的可用性，比IGBT更適合做高頻開關掛鉤的。 ● 當然電池設計方面，奔馳都給了電芯最大的空間，電氣部件類似一個盒子蓋在上面。我們重點來看一下這個電池系統的迭代。▲圖1.

純電動車的熱管理對續航影響更為明顯，上圖為電池熱管理系統，主要包括兩部分，右側為電池的水冷板建模，左側為電池的冷卻回路建模。可以基于需求，搭建不同詳細程度的模型，電芯級、模組級以及整包級，來模擬電池內部的熱管理回路，從而實現電池溫度監測和控制。

計算設置過程中，VirtualFlow 基于對電池熱管理物理過程的深入理解，選用標準的 k-epsilon 湍流模型，并以水作為冷卻介質，確保模型能夠準確模擬實際工況。同時，針對不同固體材料，如導熱膠、冷板、母排等，精確輸入其密度、比熱容、導熱系數等關鍵屬性參數，使得計算模型更加貼合真實物理特性。

三、Pack Builder Tool使用Pack builder，在有了單獨的水冷板模型和模組模型的情況下，只需要把這兩個模型分別導入Fluent，就可以使用圖形界面的方法，指定模組是放置在水冷板的某個位置。

現有冷板式液冷方案的導熱工質一般為水和乙二醇的混合物，該混合物易揮發且泄露后會導致短路，已有部分溫控廠商自研自產液冷工質，目前液冷工質成本比純水高，單噸成本10萬元左右，進口氟化物成本在40萬/噸。 2、 冷板式液冷，指在電池間設置冷卻通道、冷板。