公開された： 2025-12-16 起源： パワード
電気自動車（EV）市場は急速に成長しています。 EVには高い性能が必要です。これは、長い航続距離と迅速な充電時間を意味します。これら 2 つの要素には、高い電力密度が必要です。電力密度が高いと、熱管理に大きな課題が生じます。バッテリー パックとパワー エレクトロニクス (インバーター) は、厳しい温度範囲内に維持する必要があります。
冷却プレートは重要なコンポーネントです。主な仕事は 2 つあります。まず、 セル全体で第二に、 均一な温度制御を提供する必要があります。 道路状況に耐えられる 高い構造信頼性を提供する必要があります。
主要な製造技術として液状接合プロセスです。作成に優れています 真空ろう付け を紹介します。 複雑な内部構造の。にも優れています。 界面熱抵抗の最小化.
この記事では、EV 分野における真空ろう付けの役割を分析します。摩擦撹拌接合(FSW)と比較してみます。ろう付けのユニークな価値について詳しく説明します。最適な適用シナリオについて説明します。
このセクションでは、ろう付けの基本原理に焦点を当てます。このプロセスがどのようにして EV コールド プレートの重要な性能向上を実現するのかについて説明します。
真空ろう付けは精密な接合方法です。それは制御された真空炉で実行されます。この炉環境は不可欠です。
準備: コンポーネント (ベース プレートとフィン) を組み立てます。フィラー金属であるろう付け合金がそれらの間に配置されます。ろう付け合金は、母材 (通常はアルミニウム) よりも融点が低くなります。
真空: アセンブリは真空炉に入ります。真空にすることで酸化を防ぎます。これにより、腐食性の化学フラックスが不要になります。
結合： 温度が上昇します。ろう付け合金が溶けます。フィンとベースプレートの間の隙間に流れ込みます。を利用して 毛細管現象 関節全体を満たします。
凝固: 合金は冷却されます。を形成します。 コンポーネント間に完璧な 冶金的結合
主な利点は清潔さです。このプロセスにより、ボイドとフラックス残留物が除去されます。これにより、熱経路が完全で堅牢であることが保証されます。
冶金的結合により、熱的に大きな利点が得られます。
ろう付けにより、ほぼ 100% の金属間の接触が実現します。フィラー金属はすべての微細な隙間を埋めます。これにより、 界面の熱抵抗 (Rinterface) が最小限に抑えられます。これは、熱をベースから冷却チャネルに素早く伝達するために不可欠です。
ろう付けにより、複雑な内部構造の統合が可能になります。を組み込むことができます。 波形フィン や特殊なマイクロチャネル形状これらの複雑な設計により、対流熱伝達表面積 ($ ext{A}_{ ext{conv}}$) が大幅に増加します。この面積の増加により、コールド プレートの熱性能が直接的に向上します。
適切な製造プロセスを選択することは、エンジニアリング上の重要な決定です。真空ろう付けの独自の価値と摩擦撹拌溶接 (FSW) を比較する必要があります。
FSW はソリッドステート接合プロセスです。これは、EV 業界、特にアルミニウムにおいて広く受け入れられている技術です。
高強度: FSW は、強力で欠陥のない溶接シームを生成します。これは構造の完全性にとって重要です。
フィラー材不使用： フィラー材を使用しておりません。これにより、潜在的な材料の不適合性が軽減されます。
規模に応じた費用対効果の高い: 大きくて単純な部品の場合は高速かつ拡張可能です。
FSW はに最適です。 、大型で平坦な単層 EV バッテリー ベース プレートこれらのアプリケーションでは、構造の信頼性と規模の経済性が優先されます。シンプルで強力な流路が必要です。
真空ろう付けは、FSW では実現できない特殊な機能を提供します。これらの機能は、高出力コンポーネントにとって非常に重要です。
インバーター モジュール (IGBT または SiC チップを使用) は、非常に高い熱流束密度を持っています。が必要です。 絶対的に低い熱抵抗 (Rth)ここでは、ろう付けされたコールド プレート (特に銅または銅/アルミニウムのハイブリッドで作られたもの) が最良の選択です。
ろう付けにより、銅とアルミニウムの部品を確実に接合できます。これは、FSW や標準的な溶接ではほぼ不可能です。この機能はハイブリッド設計にとって不可欠です。これらの設計では、 銅ベース (チップ付近の熱伝導率を高めるため) と アルミニウムのフロー プレート (軽量とコストを下げるため) を使用します。ろう付けは、2 つの異なる金属間に必要な堅牢な熱経路を提供します。
ろう付けにより、エンジニアは複数の層の流路を 1 回のパスで接続できます。これにより、高度に統合された多機能の冷却構造が作成されます。これはに使用されます。 、両面の熱除去が必要なこのレベルの構造の複雑さは、FSW の単純な溶接シームでは達成することが困難です。 セルからプレートへの冷却
ロウ付けにより高い性能が得られます。しかし、EV アプリケーション環境では特有の設計上の課題が生じます。 Winshare Thermal は、これらの課題の管理を専門としています。
ろう付けコールドプレートの高性能は、複雑な内部形状から生まれます。
複雑なフィン（コルゲートフィンなど）により、熱伝達効率が大幅に向上します。ただし、圧力損失 (DeltaP) も大幅に増加します。 DeltaP が高いと、ポンピング電力消費量が増加します。設計では最適なトレードオフ ポイントを見つける必要があります。 Winshare は高度な CFD (数値流体力学) シミュレーションを使用します。このツールは、エンジニアが流路を分析するのに役立ちます。これにより、クライアントの利用可能な $Delta ext{P}$ 予算内で最大限の熱伝達が保証されます。
複雑なろう付けされたチャネルでは、不均一な流れが発生する可能性があります。流体は最も抵抗の少ない経路を好みます。これにより、 チャネルが不足し 、ホット スポットが発生します。 Winshare は、正確な内部マニホールドと分流器を設計します。これにより、すべてのチャネルが等しい流量を受け取ることが保証されます。表面全体にわたって一貫した冷却効率を保証します。
EV 業界には厳しい品質基準 (TS16949 など) があります。ろう付けは量産のためにこれらの基準を満たす必要があります。
ろう付けプロセスは清浄度に非常に敏感です。原料上の不純物や油残留物は真空中で蒸発します。これにより欠陥が生じます。ろう付け合金が正しく流れるのを妨げます。 Winshare は、厳格な多段階の洗浄プロセスを採用しています。私たちは、材料が炉に入る前に新品の状態であることを確認します。この厳格な品質管理により、欠陥のないろう付け接合が保証されます。
銅とアルミニウムのハイブリッド コールド プレートを使用する場合、電気腐食の危険があります。ろう付けには、適切な不活性ろう付け合金を使用する必要があります。デザインではマテリアルも分離する必要があります。これにより、ろう付け合金自体が腐食部位になるのを防ぎます。適切な材料とクーラントの選択が重要です。車両の寿命10年に必要な長期信頼性を確保します。
EV 冷却プレートのプロセスの選択は、基本的なエンジニアリングのトレードオフです。
FSW は 、大型、軽量、スケーラブルなバッテリ ベース冷却 の有力な選択肢です 。堅牢な構造と低コストを実現します。
真空ろう付けは、 究極のパフォーマンス、高度な構造統合、および混合材料 アプリケーションこれには、高出力インバーターと高密度急速充電バッテリーが含まれます。 にとって重要な選択肢です。
EV市場の傾向は明らかです。 800V アーキテクチャと超高速充電が標準になりつつあります。これにより、冷却プレートに対する熱要求が大幅に増加します。これらの高出力領域では、より低い熱抵抗に対する要件が、すぐに単純な構造強度を上回ることになります。真空ろう付けは 、これらの高電力密度コンポーネントにとってますます 不可欠なものになります。
Winshare Thermal は、高度な冷却製造のリーダーです。当社はFSW技術と真空ろう付け技術の両方を習得しています。当社は、お客様の TDP、材料の好み、コスト要件に基づいて正確なプロセスを選択します。 2025 年の EV 市場以降の需要を満たすカスタム冷却ソリューションを設計するには、お問い合わせください。
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