लिक्विड कूलिंग प्लेट निर्माण प्रक्रिया: सामग्री से लेकर सटीक परीक्षण तक

नई ऊर्जा वाहनों, डेटा केंद्रों और ऊर्जा भंडारण प्रणालियों में विस्फोटक वृद्धि के साथ, तरल शीतलन प्लेटों का थर्मल प्रदर्शन सीधे उपकरण स्थिरता और सेवा जीवन निर्धारित करता है। एक अच्छी तरह से डिज़ाइन की गई प्रवाह चैनल संरचना बैटरी मॉड्यूल की तापमान एकरूपता में काफी सुधार करती है, जबकि उन्नत विनिर्माण प्रक्रियाएं इष्टतम प्रवाह पथ डिजाइन, दबाव प्रतिरोध और लागत दक्षता सुनिश्चित करती हैं। यह लेख तरल शीतलन प्लेटों के लिए मुख्य निर्माण प्रौद्योगिकियों, प्रमुख तकनीकों और गुणवत्ता नियंत्रण बिंदुओं का एक व्यापक अवलोकन प्रदान करता है।
1. सामग्री चयन और पूर्व-उपचार
1.1 मुख्यधारा सामग्री
एल्यूमीनियम मिश्र धातु: ईवी बैटरी कूलिंग प्लेटों के लिए प्रमुख विकल्प, थर्मल चालकता, हल्के वजन, शक्ति, प्रक्रियात्मकता और लागत को संतुलित करता है। 3003 एल्यूमीनियम मिश्र धातु का व्यापक रूप से इसकी परिपक्व तकनीक और उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन के कारण उपयोग किया जाता है।
कॉपर मिश्र धातु: शुद्ध तांबा (थर्मल चालकता: 401 डब्ल्यू/एम·के) उच्च-शक्ति परिदृश्यों (जैसे, 800V उच्च-वोल्टेज प्लेटफॉर्म) के लिए आदर्श है, जिसके लिए जंग को रोकने के लिए निकल चढ़ाना या एनोडाइजिंग की आवश्यकता होती है।
कम्पोजिट सामग्री: उच्च-शक्ति एल्यूमीनियम मिश्र धातु कम्पोजिट (3-परत संरचना: कोर + ब्रेज़िंग परत + बलिदान परत) बेहतर यांत्रिक शक्ति की मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं।

1.2 पूर्व-उपचार प्रक्रिया
सतह डीग्रेसिंग: अल्ट्रासोनिक सफाई (28-80 kHz) विश्वसनीय वेल्डिंग और पैसिवेशन सुनिश्चित करने के लिए तेल दूषित पदार्थों को हटाती है।
पैसिवेशन: क्रोमेट या क्रोमियम-मुक्त पैसिवेशन (जैसे, टाइटेनियम नमक समाधान) एक नैनो-स्केल सुरक्षात्मक फिल्म बनाता है, जो 1,000+ घंटे के नमक स्प्रे प्रतिरोध को प्राप्त करता है।

2. प्रवाह चैनल बनाने की प्रौद्योगिकियां
2.1 स्टैम्पिंग निर्माण: उच्च-मात्रा उत्पादन कोर
प्रक्रिया सुविधाएँ: सर्वो प्रेस 60 स्ट्रोक/मिनट उच्च गति स्टैम्पिंग प्रदान करते हैं जिसमें प्रवाह चैनल गहराई सहनशीलता ±0.05 मिमी होती है। 70%+ सामग्री उपयोग के साथ मध्यम/छोटे शीतलन प्लेटों के लिए आदर्श।
केस: बीवाईडी सील सीटीबी बैटरी स्टैम्पिंग प्लेट डायरेक्ट कूलिंग को अपनाती है, जो बड़े क्षेत्र के प्रवाह चैनलों के माध्यम से गर्मी विनिमय दक्षता को 40% बढ़ाती है।

2.2 हाइड्रोफॉर्मिंग: जटिल प्रवाह चैनल विशेषज्ञ
प्रक्रिया चरण: एल्यूमीनियम ब्लैंक कटिंग (±0.1 मिमी) → हाइड्रोलिक विस्तार (30-50 एमपीए, 2-10 सेकंड होल्ड) → वाटर जेट ट्रिमिंग → वैक्यूम ब्रेज़िंग असेंबली।
लाभ: उच्च डिजाइन लचीलापन (सर्पिल, शाखित संरचनाएं) स्टैम्प्ड प्लेटों की तुलना में 20% कम दबाव हानि के साथ।
केस: सीएटीएल किरिन बैटरी हाइड्रोफॉर्मेड बड़ी प्लेटों (1,200×800×50 मिमी) का उपयोग करती है, जिससे शीतलन क्षेत्र 4× बढ़ जाता है।
2.3 एक्सट्रूज़न निर्माण: लागत प्रभावी मानक समाधान
प्रक्रिया: पूर्व-निर्मित प्रवाह चैनलों (जैसे, हार्मोनिका ट्यूब) के साथ एल्यूमीनियम प्रोफाइल का एक्सट्रूज़न, उसके बाद कटिंग और हेडर वेल्डिंग।
सीमाएं: स्टैम्पिंग की तुलना में 30% कम लागत लेकिन सीधी प्रवाह चैनलों तक सीमित, ऊर्जा भंडारण कंटेनर कूलिंग प्लेटों के लिए उपयुक्त।
2.4 3डी प्रिंटिंग: संरचनात्मक नवाचार सफलता

प्रौद्योगिकी: डायरेक्ट मेटल लेजर सिंटरिंग (डीएमएलएस) वेल्ड सीम के बिना मोनोलिथिक कूलिंग प्लेटों का उत्पादन करता है, जो 6+ बार दबाव का सामना करता है।
केस: सिंगापुर के कूलस्टडीसी की 3डी-प्रिंटेड प्लेटें शीतलन दक्षता को 20% तक बेहतर बनाने के लिए तिरछी फिन का उपयोग करती हैं, जिन्हें एनवीडिया एच100 जीपीयू कूलिंग सिस्टम में तैनात किया गया है।

3. प्रवाह चैनल मशीनिंग: थर्मल प्रदर्शन का मूल
3.1 मुख्यधारा विधियां
एम्बेडेड ट्यूब प्रक्रिया: तांबे की ट्यूबों को मिल्ड एल्यूमीनियम खांचे (गहराई/व्यास अनुपात ≤3:1) में दबाया जाता है और ब्रेज़िंग के माध्यम से तय किया जाता है।
पेशेवरों: शून्य रिसाव जोखिम (सीमलेस टयूबिंग), परिपक्व और लागत प्रभावी।
विपक्ष: सीमित प्रवाह चैनल लचीलापन; तांबे और एल्यूमीनियम के बीच गैल्वेनिक जंग का जोखिम।
अनुप्रयोग: सर्वर तरल शीतलन, औद्योगिक इन्वर्टर हीट सिंक।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम): वायर कटिंग (±0.01 मिमी परिशुद्धता) प्रोटोटाइप के लिए कठोर मिश्र धातु मोल्ड में माइक्रो-चैनल बनाती है।
रासायनिक नक़्क़ाशी: फोटोलिथोग्राफी + NaOH नक़्क़ाशी अल्ट्रा-पतली प्लेटों (≤0.5 मिमी) के लिए माइक्रो-स्केल चैनल बनाती है।
3.2 अभिनव डिजाइन
बायोनिक प्रवाह चैनल: वैलेओ के शार्क फिन के आकार के चैनल शीतलक अशांति को बढ़ाते हैं, जिससे गर्मी हस्तांतरण गुणांक 15% बढ़ जाता है।
शाखित संरचनाएं: टेस्ला 4680 बैटरी मॉड्यूल तापमान अंतर को कम करने के लिए 15° सब-ब्रांच के साथ साइड-ब्रांच्ड प्लेटों का उपयोग करते हैं।

4. वेल्डिंग प्रौद्योगिकियां: सीलिंग और शक्ति चुनौतियां
4.1 वैक्यूम ब्रेज़िंग: बड़े पैमाने पर उत्पादन पसंदीदा
सिद्धांत: एल्यूमीनियम-सिलिकॉन ब्रेज़िंग फिलर एक वैक्यूम फर्नेस में पिघलता है, जो प्रवाह चैनल प्लेटों और कवर को धातुकर्म रूप से जोड़ता है।
लाभ: जटिल माइक्रो-चैनल/फिन संरचनाओं (30%+ दक्षता लाभ) का समर्थन करता है; हल्के एल्यूमीनियम निर्माण 10+ बार दबाव का सामना करते हैं।
केस: सीएटीएल सीटीपी बैटरी प्लेटें विरूपण <0.1 मिमी के साथ वैक्यूम ब्रेज़िंग का उपयोग करती हैं। 4.2 घर्षण स्टिर वेल्डिंग (एफएसडब्ल्यू): उच्च-शक्ति बंधन
सिद्धांत: एक घूमने वाला पिन सामग्री को प्लास्टिक बनाने के लिए घर्षण गर्मी उत्पन्न करता है, जिससे ठोस-अवस्था वेल्ड बनते हैं।
लाभ: वेल्ड शक्ति आधार धातु के 90%+ तक पहुंचती है; पर्यावरण के अनुकूल (कोई फिलर तार/परिरक्षण गैस नहीं)।
केस: बीवाईडी डॉल्फिन बैटरी प्लेटों और बाड़ों को जोड़ने के लिए एफएसडब्ल्यू का उपयोग करती है, जो 20 बार दबाव परीक्षण पास करती है।
4.3 स्टैम्पिंग + ब्रेज़िंग हाइब्रिड प्रक्रिया
विशेषताएं: ब्रेज़िंग सीलिंग के साथ स्टैम्पिंग दक्षता को जोड़ती है; एफएसडब्ल्यू की तुलना में 40% कम लागत।
अनुप्रयोग: ऊर्जा भंडारण कंटेनर प्लेटें, घरेलू उपकरण हीट सिंक।
4.4 लेजर वेल्डिंग
लाभ: न्यूनतम गर्मी-प्रभावित क्षेत्र, 90%+ वेल्ड शक्ति, कोई विरूपण/छिद्र नहीं; पारंपरिक तरीकों की तुलना में 5-10× तेज।
अनुप्रयोग: ईवी बैटरी, औद्योगिक प्रशीतन, सौर ऊर्जा प्रणाली।
5. सतह उपचार और गुणवत्ता आश्वासन

5.1 सतह उपचार
एनोडाइजेशन: सल्फ्यूरिक एसिड एनोडाइजेशन (12-18V) 5-20 माइक्रोन ऑक्साइड फिल्में बनाता है, 10× बेहतर संक्षारण प्रतिरोध और बढ़ी हुई इन्सुलेशन (ब्रेकडाउन वोल्टेज >500V)।
पीटीएफई कोटिंग: 50-100 माइक्रोन पॉलीटेट्राफ्लोरोएथिलीन परतें घर्षण गुणांक को 0.1 तक कम करती हैं, जिससे शीतलक प्रवाह प्रतिरोध कम हो जाता है।
5.2 पूर्ण-प्रक्रिया परीक्षण

रिसाव का पता लगाना:
हीलियम मास स्पेक्ट्रोमेट्री (1×10⁻⁹ एमबार·एल/एस): ईवी बैटरी प्लेटें, रिसाव दर ≤0.1 एससीसीएम।
हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण (1.5× कार्यशील दबाव, 30 मिनट होल्ड): ऊर्जा भंडारण प्लेटें।
आंतरिक गुणवत्ता:
अल्ट्रासोनिक सी-एसएएम (50-200 मेगाहर्ट्ज): ब्रेज़िंग दोषों (5% से अधिक voids) का पता लगाता है जिसमें 50 माइक्रोन रिज़ॉल्यूशन होता है।
सीएमएम (±0.002 मिमी): चैनल आयामों और सेल संपर्क सटीकता को सत्यापित करता है।
निष्कर्ष

लिक्विड कूलिंग प्लेट निर्माण सामग्री विज्ञान, सटीक मशीनिंग और उन्नत वेल्डिंग प्रौद्योगिकियों को एकीकृत करता है। 3003 एल्यूमीनियम सब्सट्रेट तैयारी से लेकर हीलियम लीक परीक्षण तक, प्रत्येक प्रक्रिया सीधे शीतलन प्रदर्शन और विश्वसनीयता को प्रभावित करती है। जैसे-जैसे उच्च-घनत्व थर्मल प्रबंधन की मांगें बढ़ती हैं, 3डी-प्रिंटेड बायोनिक चैनलों और एफएसडब्ल्यू मोनोलिथिक संरचनाओं जैसे नवाचार लागत को कम करते हुए दक्षता को और बढ़ाएंगे।