液冷板及生产的基本工艺介绍

  液冷板是通过冷板（通常为铜铝等导热金属构成的封闭腔体）将发热器件的热量间接传递给封闭在循环管路中的冷却液体，通过冷却液体将热量带走的一种形式。

  对液冷板的技术质量一般有四点核心要求，第一散热功率大；第二可靠性高，确保冷板密封；第三散热设计精准避免系统内温差过大；第四严控冷板重量，避免严重拉低系统单位体积内的包含的能量的冷却系统。

  另外冷板式液冷系统设备出厂前应进行有关试验并满足相关国家和行业标准及设计的基本要求，包括外观品质、性能、水质性能、环境适应性、工作方式等多方面的测试和验证。

  从小批量送样到大批量供货的出厂测试多且耗时长，认证周期长达12个月。同时，由于液冷板在储能系统散热方案中成本占比低，客户一旦认证完成不会轻易更换供应商。

  液冷板生产的基本工艺复杂程度远高于风冷散热器。水冷板工艺主要为原材料冲压—清洗—涂钎剂—铆接—钎焊—检测—封胶等主要过程，一般的液冷板生产技术工艺有埋管工艺、型材+焊接、机加工+焊接、压铸+焊接。

  目前市场的液冷板类型主要有口琴管式液冷板、 冲压式液冷板、吹胀式液冷板、平行流管式液冷带、型材加搅拌摩擦焊液冷板，只有具备较强技术沉淀的厂家才能提供较为可靠的技术支持。

  液冷板生产的基本工艺对比一般的风冷散热器来说更复杂，液冷散热对于工艺上的可靠性要求比较高，因而有较强的技术沉淀的厂家才能提供较为可靠的技术上的支持。一般的液冷板生产技术工艺有下面几种。

  埋管工艺是用得最多的液冷散热器液冷板的制作流程与工艺，一般来说是铝基板埋铜管，即将铝基板用CNC加工铣槽，再采用冲压机将已弯好形状的铜管压到铝基板上，再进行钎焊焊接，接着进行后加工成水冷板。

  埋管式的液冷板一般有三种形式：一是浅埋管液冷板；二是深埋管液冷板；三是焊管工艺；四是双面夹管工艺液冷板。

  三种形式的工艺都差别不大，加工的难度是相同的。有些原本是针对大功率开关器件设计的液冷原理，在动力电池冷却系统中，也可以借鉴应用。

  浅埋管工艺：适用单面安装，铜管压扁后与铝板同时铣面，充分利于铜管高导热性能带走热量，利用铝的轻量化起到减重及成本控制作用。

  深埋管工艺：填料为美国进口高导热环氧树脂，被冷却器件温差要求不高的情况下，可单双面安装，因铜管厚度不进行二次加工，且有填料保护可提供应用的安全性，很适合冷媒为介质的冷板使用。

  双面夹管工艺：合两面安装器件，工艺简单成本低；铝板+铝管&铜管&不锈钢管。

  在型材的基础上加工而成的液冷散热器，此类散热器形状较多，有较多的种类，有板式，有通道式，有组合式的，大致的制作原理是在型材的基础上来加工及焊接，将型材与接头管路组合成整体的液冷散热器。

  利用挤压工艺将冷板流道直接成型，再通过机加方式打通循环，一般会用摩擦焊接、钎焊焊接等焊接工艺进行密封，此工艺生产效率高，成本低；不适用于散热密度过大的应用，不适合表面太多螺丝孔而限制水道走向或降低可靠性的应用条件。

  主要使用在于：动力电池水冷散热加热装置、分水盒以及标准功率模块一体化散热产品。

  水冷板采用机加的方式，内部流道尺寸、路径均可自由设计，适合功率密度较大、热源布局不规则、空间受限的热管理产品，主要应用于：风电变流器、光伏逆变器、IGBT、电机控制器、激光器、储能电源、超算服务器等领域的散热产品设计上，而在动力电池系统中应用较少。

  微通道散热器，也是一种结合机加工和焊接工艺制造而成的散热器，它制作要比其他散热器复杂，微通道散热器通常用于散热功率较大而且散热比较集中的机器上，微通道的方式因为水道较宽而且较为均匀，能快速的带走集中的热量。

  但是微通道的液冷散热器制作流程与工艺也较为复杂，一般是采用机加工微通道，再用摩擦焊的工艺进行焊接，制作成本也较高。

  压铸工艺是非常成熟且应用广泛的成型方式，随着新能源汽车的加快速度进行发展, 成为电机控制器、动力电池包托盘及散热箱体成批量生产的首选方式，但需在工艺上控制压铸杂质、气孔等问题，保守采用密封圈方式或者采用摩擦焊焊接的方式，都需要在工艺上提高可靠性避免导致漏水问题。

  压铸成型再焊接，工艺控制良好，且制程稳定，具备批量交付能力。除了摩擦焊焊接工艺，部分水冷板还会采用钎焊或真空钎焊的焊接工艺。