I フローと U フローは、冷却剤が入口と出口の間でどのように送られるかを表しますが、どちらも普遍的に優れているわけではありません。片面 eCoolers と両面 eCoolers は、一方または両方の広い面がどのようにセルまたはモジュールと熱を交換するかを説明します。選択では、温度均一性、圧力降下、ポンピングパワー、パッケージング、接続位置、壁と接合部の耐久性、電気絶縁戦略、衝突荷重、製造上のばらつき、清浄度、および漏れ検出のバランスをとる必要があります。
このガイドは、新しいサーマル製品を評価するエンジニアリング チーム、フリート オペレーター、販売代理店、アフターマーケット バイヤーを対象に書かれています。新しいアーキテクチャを、システムに使用される使い慣れた調達管理に接続します。 液体クーラー , オフハイウェイアプリケーション 、および 車両の熱交換器に適用されます。 高電圧、ソフトウェア、バッテリーまたは燃料電池の境界を明確に保ちながら、
主な製品コンテキストは、次の場所から入手できます。 BorgWarner インターセル eCooler 情報 。サプライヤー固有の評価とアーキテクチャはそのように識別されます。検証せずに別のプラットフォーム仕様にコピーしないでください。
新しい熱コンポーネントは、完全な機械、流体、電気、および制御システムとして識別される必要があります。
1. インターセルの実際の意味
セル間冷却器は、冷却プレートが発熱面と接触するように、セルまたはモジュール構造の間に配置されるか、密接に統合されます。この形状により、直接的でコンパクトな熱除去が可能になりますが、厚さ、平坦度、密閉性、電気的クリアランスの要件が厳しくなります。バッテリーのアーキテクチャによって、「セル間」が何を意味するかが決まります。
ボルグワーナーは、その製品ファミリーについて、I-flow および U-flow オプション、片面または両面冷却、壁厚 0.3 mm 以上を備えたアルミニウム製セル間 eCoolers について公的に説明しています。これらの詳細はサプライヤー固有の基準点であり、普遍的な最小値ではありません。
2. I-flow は 1 方向のパスを優先します
簡略化された I フロー プレートでは、入口と出口が反対側の端にあり、冷却剤はプレート全体を広く移動します。これにより、単純な多様体と長い方向の勾配をサポートできます。チャネル分散では、一部のパスがフローの大部分を占めることを防ぐ必要があります。
流れ方向に沿った温度上昇は、セルの熱分布と一致する場合もあれば、増幅する場合もあります。シミュレーションとセル界面温度の測定が必要です。外部ポートの位置は、パックの組み立てに影響を与える可能性があります。
3. U-flow はクーラントを同じ側に戻します
U フロー ルートがプレート内で曲がるので、入口と出口は一方の端近くに配置できます。これにより、パックの配管とサービスの接続が簡素化されます。リターンレッグは、温度分布のバランスをとったり、隣接する領域から熱を回収したりする別の機会も生み出します。
ターン、マニホールド、および平行チャネルは、圧力損失と流れのバランスに影響を与えます。きちんとしたポートのレイアウトは均一な冷却を証明するものではありません。
4. 片面冷却によりインターフェースが減少
片面プレートは主に片面を介して熱を伝えます。片側に取り付けられたセルまたはモジュールに適しており、シーリングと接触の複雑さが軽減され、構造的な統合が簡素化されます。反対側の面はキャリアまたは絶縁層に接続してもよい。
接触圧力、ギャップフィラー、平坦度、局所的なホットスポットは引き続き重要です。プレートの出口温度は許容範囲内に見えますが、接触が悪いと個々のセルが熱くなります。
5. 両面プレートは 2 つの熱面に機能します
両面 eCooler は両面で熱を交換できるため、隣接するセル列またはモジュールを冷却し、パッケージング効率を向上させることができます。また、2 つの制御された接触インターフェースが作成され、複合的なクランプ荷重に直面する可能性があります。
厚さの変化、圧力による膨らみ、衝突変形、分離、およびサービスでの分解は検証が必要です。設計では、冷却剤の漏れによって制御不能な電気経路が形成されるのを防ぐ必要があります。
6. 圧力損失は完全なループに属します
チャネルの長さ、水力直径、巻き数、マニホールド、継手、粘度、冷却剤の温度、流量によって圧力降下が決まります。全流量範囲にわたって必要な流体と温度で候補プレートを比較します。室温での水テストは、冷たいグリコール混合物を表していない可能性があります。
ホース、バルブ、フィルター、クイック コネクタ、チラー、その他のプレートをポンプの計算に追加します。抵抗が変化すると、並列分岐の分布が不均一になる可能性があります。
ベンチ検証では、関連する境界条件を再現し、相互作用するすべての変数を記録する必要があります。
平均熱遮断率は、すべてのセルが温度目標内に留まっているということを証明するものではありません。代表的な熱源を使用し、定常負荷および過渡負荷時のプレート全体の界面温度を測定します。冷媒入口温度、流量、熱流束、接触材料、圧縮、および周囲損失が含まれます。
出口冷却水温度だけでなく、最高温度と広がりにも注目してください。閉じ込められたガスがチャネルに影響を与える可能性がある場合は、製造公差と異なる向きで繰り返します。
8. 薄い壁には構造検証が必要
壁の厚さを薄くすると、熱経路とパッケージングを改善できますが、成形ひずみ、圧力、疲労、クランプ荷重、および衝突侵入に対するマージンが減少します。材料の質、打ち抜き深さ、コーナー半径、接合部のデザイン、表面欠陥が重要です。
パックの設計に従って、耐力または圧力サイクル、振動、熱サイクル、膨張、接触荷重、および衝突関連の変形を検証します。普遍的な圧力を借用しないでください。
9. リークテストには複数の段階が必要
ラインの最終漏れテストでは、制御された条件下で大きな漏れと微細な漏れを検出できますが、耐久性は証明されません。試験媒体、圧力、安定化、温度、許容速度、治具容量、校正、およびトレーサビリティを定義します。プレートと最終パックの両方の接続をテストします。
プロセスでは、成形検査、接合モニタリング、ヘリウムまたはガスのテスト、圧力減衰、および耐クーラントテストを組み合わせる場合があります。欠陥サイズと発生率に基づいて方法を選択します。
10. 清浄度と腐食は狭い流路に影響を与えます
粒子は小さな通路やバルブを詰まらせる可能性があり、研磨破片はポンプを損傷する可能性があります。残留物や湿気により、冷却剤の化学的性質が変化する可能性があります。粒子および化学物質の清浄度、乾燥、キャップの密封、および保管を定義します。
材料結合、冷却剤抑制剤、導電性、および使用上の汚染は腐食に影響します。承認された冷却剤、実際の金属、ガスケット、接着剤、電気環境を使用して検証します。
11. マニホールドとクイックコネクタはプレートの一部です
ポート径のみでは接続を承認できません。ビードまたはシールの形状、挿入深さ、保持力、ホース負荷、クロッキング、アセンブリへのアクセス、および許容スタックを確認します。セルとバスバーを取り付けた後は、CAD に正しく配置されたポートに到達できなくなる場合があります。
プレートがパック内のように拘束されている状態で、接続の荷重と圧力をテストします。包装キャップはシールを保護し、通路を乾燥した状態に保つ必要があります。
12. 変更制御によりバッテリーの安全性を保護
合金、焼き戻し、シートの厚さ、チャネルの形状、成形ツール、接合プロセス、リークテスト方法、表面処理、ポートのサプライヤー、および平坦度を記録します。小さな変更により、熱結果と構造結果の両方が変化する可能性があります。
必要に応じて、生産能力データと定期的な破壊的セクショニングまたは監査を使用します。プレートをセルモジュールおよびパックまで追跡することで、現場の問題を封じ込めることができます。
調達決定のための証拠マトリックス
層
保管すべき証拠
承認質問
応用
車両または機械、建築、義務、環境、改訂
証拠は実際のプラットフォームを説明していますか?
ハードウェア
図面、インターフェース、材料、寸法、ラベル、バッチ
製品は物理システムに適合し、存続しますか?
油圧または冷媒
流体、流量、圧力降下、容量、漏れ、清浄度の結果
汚染なく移動し、熱を伝達しますか?
電気
電圧ウィンドウ、電流または電力、絶縁、コネクタ、保護
電気的に安全で、すべての州で互換性がありますか?
コントロール
メッセージ、信号、ファームウェア、診断、障害応答
車両は意図した機能をコマンドし、検証できますか?
耐久性
熱サイクル、振動、腐食、環境、経年劣化
代表的な曝露後もパフォーマンスは維持されますか?
生産
ライン終了テスト、機能、トレーサビリティ、変更通知
リピート注文は承認されたサンプルと一致しますか?
実際の例: 圧力損失は低いが、温度分布は悪化している
U フロー候補は、冷却剤が温かい場合、現在の I フロー プレートよりも低い総圧力降下を示します。調達部門はポンプ出力が低いことを予想し、プロトタイプを承認します。代表的なモジュール テストでは、急速充電中に内部ターン近くのいくつかのセルが温かくなります。
流れの可視化と表面サーモグラフィーにより、U ターン マニホールドは外側のチャネルを優先し、中心付近では接触圧縮が低いことがわかります。総圧力降下が低いため、不均一な分布や界面の問題が隠れます。 U 流量も圧力降下の低下も本質的に原因ではありません。詳細なジオメトリとアセンブリが結果を作成します。
サプライヤーはマニホールドとコンタクトサポートを修正し、冷温冷媒テスト、過渡充電、圧力サイクル、漏れ検査を繰り返します。承認には、セルインターフェースの最大温度、温度分布、ループ圧力降下、ポンプ出力、および耐久性が組み合わせて使用されます。
推奨される検証ワークフロー
セルまたはモジュールの熱負荷、温度目標、接触面、パッケージング、冷却剤、および電気的安全境界を定義します。
慣例ではなく、ポートのパッケージ化とモデル化された分散に基づいて I-flow または U-flow を選択します。
許容差と冷却剤温度にわたる圧力降下と熱均一性をモデル化します。
プレート、接続、接触材料、圧縮、およびシステムとしての構造サポートのプロトタイプを作成します。
表面温度マップ、流量分布、圧力降下、ポンプ出力、閉じ込められたガスの感度を測定します。
成形、接合、耐力、圧力サイクル、熱サイクル、振動、腐食、接触荷重、および衝突関連の要件を検証します。
リークテスト方法を評価し、既知の欠陥と関連付けます。
清浄度、乾燥、キャップ、梱包、トレーサビリティ、および組み立ての取り扱いを管理します。
生産能力を承認し、材料、工具、ジョイント、またはポートを変更する前に通知を要求します。
各レイヤーの後に正式なレビューを実行します。ソフトウェア、流体、安全性、または義務の証拠が未解決の場合、視覚的に正しいサンプルは先に進むべきではありません。逸脱には、非公式な約束ではなく、指定された所有者と終了基準が必要です。
インターフェイス、ソフトウェア、ポート、およびトレーサビリティは承認記録に含まれます。
RFQ に含めるべき内容
プラットフォーム、年間生産量、開発段階、ターゲット市場、デューティサイクル、周囲および高度の範囲、熱負荷、電気アーキテクチャ、ネットワーク、液体、包装封筒、マウント、ポート、センサー、安全要件、規格、検証責任、サンプルステージ、生産タイミング、サービスコンセプト、および変更管理の期待を送信します。機密データにマークを付け、管理されたリビジョンを使用します。
サプライヤーに、利用可能な製品、構成可能なファミリー、および新しいエンジニアリングを区別するよう依頼してください。正確にテストされた構成と条件をリクエストしてください。プロモーション用の製品ファミリーの範囲を、1 つのSKU全範囲をカバーするという確約として扱わないでください。初期の概念では、どの値がターゲットであり、どの値が実証された結果であるかについて合意します。
商用比較には、エンジニアリング、ツール、サンプル、検証、ソフトウェア サポート、保証証拠、サービス パーツ、リード タイム、品質対応、ライフサイクルの変更を含める必要があります。単価だけでは、安全関連の統合熱コンポーネントのリスクを表すことはできません。
受信および変更管理計画
ラベル、ハードウェアおよびソフトウェアのリビジョン、コネクタ、ポート、キャップ、シール、マウント、目に見える損傷、湿気からの保護、受け取り時のトレーサビリティを確認します。寸法、漏れ、絶縁、通信、または機能テストには、リスクベースのサンプリングを使用します。必要な証拠が通過するまで、新しいロットまたは改訂されたロットを隔離しておきます。
材料、接液コンポーネント、形状、工具、接合、エレクトロニクス、半導体、モーター、センサー、ファームウェア、通信、製造工場、最終ラインテスト、またはパッケージングを変更する場合は、事前に書面による通知が必要です。どの分析、ベンチテスト、車両テストを繰り返す必要があるかを決定します。承認された各改訂の代表的なサンプルとデータを保持します。
よくある承認ミス
公称電圧またはヘッドライン容量のみで選択する
物理コネクタが電気的またはデジタルの互換性を保証すると仮定する
異なる境界条件での熱数値の比較
圧力降下、ポンプまたはファンの電力、および制御ディレーティングを無視します。
製品が複数のモードに対応している間に 1 つの動作モードをテストする
乗用車の証拠を検証せずにヘビーデューティーまたはオフハイウェイデューティーに使用する
ソフトウェアおよび診断リビジョンを部品レコードから削除する
生産終了ラインや変更管理を行わずにプロトタイプを承認する
各ショートカットは、システム要件の表示属性を置き換えます。情報が不足している場合は、不確実性を文書化し、通電、充電、充填、または生産数量の発注を行う前に停止してください。
よくある質問
見た目が似ているコンポーネントを相互参照できますか?
アーキテクチャ、ポート、内部機能、流体、圧力クラス、電圧、制御、ソフトウェア、安全性、マウント、性能が確認された後でのみ。外見は識別を開始することはできますが、それを完了することはできません。
サプライヤーの製品ファミリーの評価は承認に十分ですか?
いいえ、それらは能力の限界を示しています。承認には、正確なSKUまたは構成、テスト条件、アプリケーション、インターフェイス、および文書化された制限が必要です。
アフターマーケットの購入者は高電圧部品のベンチテストをすべきでしょうか?
適切な隔離された機器、手順、安全管理、および技術データを備えた資格のあるチームのみがこれを行う必要があります。それ以外の場合は、認可されたテスト チャネルとサービス チャネルを使用してください。
現場で問題が発生した後に最も価値のあるデータは何ですか?
ID とソフトウェア、動作モード、コマンドとフィードバック、電圧、電流、流量、圧力、温度、故障、流体、設置イメージ、イベントに至るまでのタイムラインを保存します。
モジュール全体をいつ交換する必要がありますか?
車両またはシステムのメーカーのサービス境界に従ってください。統合製品には、保守不能なアセンブリまたは校正済みのアセンブリが含まれている場合があります。許可されていない分解は、安全性、汚染、保証のリスクを引き起こす可能性があります。
プレートは、無負荷状態の平面度の図面を満たすことができますが、冷却剤の圧力やバッテリーの圧縮下では湾曲する可能性があります。データム、サポート、測定力、温度、圧力状態を定義します。組み立て前、内圧制御中、熱サイクル後、耐久後の表面高さをマッピングします。熱抵抗が金属プレートのみのせいにならないように、接触材料の厚さと圧縮を測定します。
圧力による膨張により、セルの圧縮、モジュールの寸法、および局所的なギャップフィラーの接触が変化する可能性があります。過度の構造剛性も、衝突または膨張荷重をセルに伝達する可能性があります。機械チームとバッテリーチームは、許容されるたわみと接触圧力について合意する必要があります。両面の設計では、両方のインターフェイスの公差に対する反応が異なる可能性があるため、特に注意が必要です。
リークテストと実際の欠陥サンプルを関連付けます
既知の校正済みリークと、不完全な継ぎ目、形成された壁の亀裂、多孔質の接合部、損傷したポート、シールの汚染などの代表的な欠陥があるプレートを使用してリーク ステーションを評価します。安定化と温度補償を確立します。高速圧力減衰テストでは、1 つの欠陥クラスは検出されても、治具の体積や準拠壁が信号をマスクする場合、別の欠陥クラスを検出できない可能性があります。
実稼働テストの結果を、より高感度な監査方法および必要に応じて破壊的セクショニングと定期的に比較します。誤った拒否と逃亡を追跡します。サプライヤーがシート、成形潤滑剤、洗浄、接合エネルギー、治具、またはポートのプロセスを変更した場合、同じ数値しきい値が意味を保持していると仮定するのではなく、相関関係を繰り返します。
バッテリーパックのサービス境界を計画する
eCooler が独立して交換可能であるか、セル モジュールに結合されているのか、またはパック アセンブリとしてのみサービスを受けることができるのかを決定します。除去すると、サーマルインターフェース材料、シール、絶縁、ファスナー、バスバー、およびセルの圧縮が妨げられる可能性があります。サービス指示では、排水、汚染、圧力テスト、漏れ検出、補充、エア抜き、電気的絶縁、および修理後の検証を管理する必要があります。
アフターマーケット調達の場合、接着剤の厚さ、表面コーティング、ポートの保持力、清浄度、またはパックの診断が異なる場合、輪郭が一致するプレートでも使用できない場合があります。統合が進むにつれて、出所とプロセスの証拠がより重要になります。
重要な結論
I フローと U フローは、冷却剤が入口と出口の間でどのように送られるかを表しますが、どちらも普遍的に優れているわけではありません。片面 eCoolers と両面 eCoolers は、一方または両方の広い面がどのようにセルまたはモジュールと熱を交換するかを説明します。選択では、温度均一性、圧力降下、ポンピングパワー、パッケージング、接続位置、壁と接合部の耐久性、電気絶縁戦略、衝突荷重、製造上のばらつき、清浄度、および漏れ検出のバランスをとる必要があります。適切な購入決定は、コンポーネントの証拠を完全な車両または機械の義務に結び付け、後の変更を管理するのに十分なトレーサビリティを保持します。
Elecdura調達レビューの場合は、プラットフォーム、部品番号、ソフトウェア番号、図、ラベル、インターフェース、数量、宛先、および必要な検証を送信してください。早期に明確にすることは、リクエストがカタログに一致するものであるか、管理された同等のものであるか、または新しいエンジニアリング プログラムであるかを判断するのに役立ちます。
intercell eCooler サプライヤーへの質問
プレートがどのセルまたはモジュールの形状に基づいて設計されているか、接触が片面か両面か、どの表面の平坦性と圧縮状態が適用されるかを尋ねます。 I フローまたは U フローのルーティング、チャネルとマニホールドのコンセプト、材質と質、公称壁、接合プロセス、冷却剤、許容圧力、圧力降下と熱マップ、プルーフとサイクルの証拠、腐食適合性、微粒子と化学的清浄度、リークテスト方法、キャップ、パッケージング、および製造トレーサビリティを要求します。
プロトタイプがシリーズのツールとどのように異なるのか、またラインの最後にどの特性がチェックされるのかを尋ねます。公称図面だけでなく、通常の生産全体にわたる分布データを要求します。ポート、シール、ギャップフィラー、接着剤、アイソレーター、または構造フレームが含まれているかどうかを確認します。プレートがモジュールに組み込まれている場合は、公差スタックと最終リークテストの所有者を特定します。
最後に、現場の証拠と封じ込めを定義します。サプライヤーは、プレートのロット、シート材料、成形と接合の記録、テスト結果、および梱包先を追跡できる必要があります。漏れやホットセルのイベントが発生した場合は、プレート、接続、接点、冷却剤、ポンプ、制御、およびパックアセンブリの原因を迅速に分離する必要があります。したがって、トレーサビリティは管理上のオーバーヘッドではなく、バッテリーの安全性の一部です。
残留試験媒体、湿気、またはサポートされていないプレート負荷が、別途承認されたプロセスを損なうことがないように、漏れ試験後の許容保管時間と向きを含めてください。