热管理结构设计|液冷板设计要点

液冷板整体可分为性能测试和可靠性测试：具体而言，就是从密封性、静压强度性能、耐高温性能、压力循环性能、振动性能、内部腐蚀性能、爆破性能、耐候性能等性能要求。

1.1 室温密封

其中泄漏量的经验计算公式为：F=0.0006*V*(dP/dt)。Ｆ为渗漏量，cm3/min；Ｖ为总容积，cm3；dP/dt为压力损失，Pa/s。一般而言，当上述两种方法检测结论不一致时，优先采用湿检。

1.2 低温密封
将液冷总成内部注入冰点为-40℃的防冻液，将其按实车状态放置于-40℃的低温箱里，10ｈ后取出。要求在10min内完成放掉冷却液，然后在湿式密封性试验台上，向沉没在水槽内的液冷系统内部通以50±10KPa的压缩空气，保压60s，试验过程中不允许有肉眼可见的气泡。

将液冷总成（集流体和口琴管）内部通以压力为200KPa的水或压缩空气，保压1h，重复３次，零件的变形小于0.5ｍｍ。

将液冷系统内部通以50％的乙二醇和50％的水（体积比），并施以150KPa的压力，在的环境温度下进行200h耐高温试验，介质温度为130+5℃，试验后按1.1的规定进行密封性检测。

压力循环性能检测需在专用试验装置上进行。将液冷系统置于常温环境中，内部通以液冷系统内部通以50%的乙二醇和50%的水（体积比），并施以150KPa的压力，在40-70℃的环境温度下进行200h耐髙温试验，介质温度为130+5℃，试验后按1.1的规定进行密封性检测。压力循环交变范围一般为30-150-30KPa，循环次数需要上万次。

振动测试需在振动试验台上进行。试验时，将液冷系统内部注满常温水后密封，按实际使用时对液冷系统的安装方式，将液冷系统固定在试验台上，进行振动性能试验。加速传感器固定在振动试验台的底面上面。该试验台能实现正弦波振动。振动频率一般为20Hz，加速度为+30m2/s，振动方向包括垂直、前后和左右，振动次数为每个方向1.5E6。试验后按1.1的规定进行密封性检测。

试验以90+2℃的温度和1.3L/s～1.5L/s的流量运行76h，停机静制8h为一个循环，停机期间进行溶液PH值检査，共计14个循环；溶液检査包括PH值测试和外观检査，试验过程中不允许出现+1以上的ＰＨ值变化，溶液外观不允许出现浑浊和沉淀。工质由体积比为2:3的防冻液和ASTM溶液组成。防冻液一般选用45%的乙二醇型防冻液，ASTM溶液由由1L蒸馏水与148mg的硫酸钠、165mg的氧化钠和138mg的碳酸氢钠配置。

爆破性能试验在爆破试验机上进行。试验时，将液冷系统内部通人压缩空气，按0.5bar/min速率加压至3.5bar（应无泄漏），继续0.5bar/min速率加压至失效，每次加压后保压1min，记录失效压力及位置，爆破压力应不小于8bar。

在液冷系统中通给定温度的冷却液，记录给定流量条件下的流阻。一般而言，该项测试的具体参数选择需要与CFD相结合。

热管理性能验证包括冷却性能测试和加热性能测试。根据规定的流量、工质温度、初始环境温度、初始系统温度，在给定工况下进行测试；测试指标为测试对象的温度、温升和温差。

在被测试产品腔体内注入防冻液，然后经过振动测试，再采用洁净气体冲净后进行过滤，测试冷板内腔残余杂质质量和固体粒径。除此之外，还有盐雾、尺寸公差检测、拉伸强度测试、屈服强度测试、等电位电阻检测、外观检测等。液冷板设计规范：

左图为：布置形式为某型号车钣金箱体的设计方案，安装顺序为模组、导热垫、冷板及箱体穿起来共用螺栓固定，这种方式冷板受力多对冷板强度要求较高，同时设计冷板时焊缝位置一定要避开受力严重位置，控制冷板平面度（0.8~1行业加工能力）。

右图为：布置形式为铝箱体布置方案，模组和冷板分别固定在箱体上下，箱体安装梁分为两个台阶，模组固定在第一台阶，冷板固定在第二台阶，中间导热材料进行填充，这样可以使得冷板只受导热垫的向下压力，同时最大限度降低型材冷板重量。