Radiateur extrudé en aluminium

Le radiateur extrudé en aluminium est un composant passif de dissipation de chaleur qui utilise la technologie d'extrusion en aluminium à haute température et haute pression pour forcer les billets en alliage d'aluminium 6063/6061 (contenant 0,2-0,6% de silicium et 0,45-0,9% de magnésium) à travers des moules personnalisés, les formant en ailettes parallèles de haute densité, canaux d'écoulement complexes ou structures irrégulières en un seul coup. Ses principaux avantages résident dans un rendement élevé de conductivité thermique (180-220 W/m · K), une précision de moulage élevée (tolérance ± 0,1 mm) et un poids léger (densité 2,7 g/cm³ est seulement un tiers du cuivre). Combiné avec la technologie de traitement de surface anodisant, il peut atteindre des performances complètes de résistance à la corrosion, de traitement facile et de haute densité de dissipation de chaleur, et est largement utilisé dans des domaines tels que l'énergie électronique, les véhicules de nouvelle énergie et les équipements industriels.

2, Caractéristiques de base

1. Conductivité thermique efficace et optimisation structurelle

Conductivité thermique :

Données: La conductivité thermique de l'alliage d'aluminium 6063 est de 201 W / m · K (25 ℃), qui est 109% plus élevée que celle de l'aluminium sous pression ADC12 (96 W / m · K). Le coefficient de diffusion thermique est de 66,8 mm²/s (ADC12 est de 32,4 mm²/s), et le taux de transfert de chaleur est doublé.

Principe: Le processus d'extrusion élimine la porosité de la coulée, raffine la taille du grain à ASTM grade 5 (taille du grain ≤ 50 μm), réduit la dispersion des phonons de 30% et abaisse la résistance thermique de 25%.

Innovation structurelle :

Conception des ailettes: Les ailettes en forme d'onde (hauteur de pic 15mm, espacement des ondes 3mm) sont obtenues grâce à des moules à double entrée et à double sortie, ce qui augmente la zone de dissipation de chaleur de 40% par rapport aux ailettes droites et réduit la résistance au flux d'air de 20% (baisse de pression de 12Pa à 9,6Pa à la même vitesse du vent).

Optimisation du canal: La plaque refroidie à l'eau adopte des canaux en spirale à microcanal (largeur du canal 0,8 mm, profondeur 1,2 mm, angle en spirale 15 °). Lorsque le débit du liquide de refroidissement est de 1,2 m/s, le coefficient de transfert thermique convectif atteint 12000 W/m2 · K, ce qui est 60% plus élevé que les canaux droits traditionnels.

2. Propriétés légères et mécaniques

Avantage de densité:

Données: Densité de 2,7 g/cm³, 69,7% plus léger que le dissipateur en cuivre (8,9 g/cm³), adapté aux appareils mobiles sensibles au poids tels que les drones et les alimentations portables.

Le radiateur du moteur de drone DJI Mavic 3 est constitué de pièces extrudées en alliage d'aluminium 6061-T6, pesant seulement 120 g, ce qui est 350 g plus léger que la solution en cuivre et augmente la portée de 12%.

Résistance mécanique:

Données: Résistance au rendement ≥ 240MPa (état T6), allongement ≥ 8%, résistance aux chocs (encoche Charpy V) 25J / cm ², a passé les essais d'impact à froid et à chaud (1000 cycles) à -40 ℃ à 120 ℃ sans fissures.

Application: La plaque refroidie par liquide de la batterie de véhicule de nouvelle énergie doit résister à une accélération de vibration de 15g (pendant 10 heures), et les pièces extrudées en alliage d'aluminium ont passé l'essai de vibration ISO 16750-3 avec une durée de vie de fatigue de plus de 100000 fois.

3. Résistance à la corrosion et traitement de surface

Protection d'anodization:

Données: L'épaisseur du film d'oxyde est ≥ 15 μm (la qualité militaire peut atteindre 25 μm), la dureté est HV 300-400 (dureté Vickers), et l'essai de pulvérisation de sel (ASTM B117) a passé pendant 1000 heures sans corrosion (peinture par pulvérisation ordinaire ne prend que 300 heures).

Avantages: La porosité du film d'oxyde est inférieure à 5%, et la résistance à la pulvérisation de sel neutre est améliorée de 20 fois après le traitement d'étanchéité. Il convient pour les environnements corrosifs tels que les plateformes offshore et les ateliers chimiques.

Inhibition de la conductivité :

Données: Résistivité de couche d'oxyde d'isolation ≥ 10 ¹ ⁴ Ω · cm, tension de panne ≥ 500V, résout le risque de court-circuit causé par la conductivité de l'alliage d'aluminium et convient au module de dissipation de chaleur d'armoire électrique haute tension (tension 690V AC).

4. Économie et capacité de production en masse

Coût de fabrication :

Données: Le taux de rendement de la technologie d'extrusion est ≥ 95%, et le coût par pièce est réduit de 70% par rapport à l'usinage CNC et de 40% par rapport à la technologie de coulée sous pression (en prenant un radiateur de 1 kg comme exemple, le coût d'extrusion est de 8,5, CNC est de 28 et la coulée sous pression est de 14 $).

Efficacité: La capacité de production d'une extrudeuse unique peut atteindre 3 tonnes / jour (8 heures), et la durée de vie du moule dépasse 50000 fois, adaptée aux commandes par lots avec une production annuelle de plus de 100000 pièces.

Flexibilité de personnalisation:

Données: Le cycle de développement du moule est de 15 à 20 jours (la coulée sous pression prend 30 à 45 jours), supportant une complexité de section transversale de ≤ 8 (coefficient de complexité = circonférence ² / surface), et peut répondre à des exigences personnalisées telles que l'épaisseur du gradient des ailettes (0,5-2mm) et des cavités irrégulières (telles que les structures hexagonales en nid d'abeille).

3,Scénarios d'application typiques et solutions

1. Gestion thermique des véhicules à énergie nouvelle

Plaque de refroidissement liquide de la batterie:

Structure: Plaque refroidie à l'eau extrudée à microcanal à double couche (espacement de canal 2mm, profondeur 1,5mm), trou d'installation de vanne anti-explosion intégré et fente de fixation du module de batterie.

Performance: Lorsque le débit de liquide de refroidissement est de 8L / min, la différence de température de la batterie est ≤ 2 ℃, et la résistance thermique est de 0,025 ℃ / W, répondant aux exigences de recharge rapide et de refroidissement de 200kW de la batterie Ningde Times NCM811.

Dissipation de chaleur du contrôleur du moteur:

Structure: Dispenseur de chaleur composite en cuivre et en aluminium (couche de cuivre de substrat 1,5 mm + couche d'aluminium de fin 8 mm), interface thermique adopte le processus de frittage d'argent nano (résistance thermique de contact 0,005 ㎡· K/W).

Cas: BYD Han EV contrôleur de moteur d'entraînement, température de jonction IGBT ≤ 150 ℃ à la puissance maximale de 200kW, réduite de 15 ℃ par rapport à la solution en aluminium pur.

2. Centre de communication et de données 5G

Unité RF de station de base:

Structure: Dispenseur thermique en forme d'aiguille (diamètre de l'aiguille 1mm, hauteur 25mm, espacement 2,5mm), avec blindage électromagnétique nickelé sur la surface.

Performance: Résistance thermique de 0,12 ℃ / W à la vitesse du vent de 3m / s, compatible avec Huawei AAU 5639 (consommation d'énergie de 1200W), réduisant le volume de 40% par rapport aux solutions traditionnelles de dissipation de chaleur.

Refroidissement du GPU du serveur:

Structure: plaque d'égalisation de température VC + module de dissipation de chaleur composite d'ailettes extrudées (épaisseur VC 1,2 mm, hauteur d'ailettes 30 mm), avec couche absorbante de chaleur intégrée de matériau de changement de phase (PCM).

Le serveur Inspur NF5488A5 est équipé de 8 GPU NVIDIA A100. Lorsqu'il fonctionne à pleine charge, la température du noyau est ≤ 80 ℃, et le rapport d'efficacité énergétique est amélioré de 18%.

3. Alimentation électrique industrielle et nouvelle énergie

Inverteur photovoltaïque:

Structure: Dispenseur de chaleur à ailettes ondulées (hauteur d'onde 12mm, espacement d'onde 4mm), avec des rainures de guidage gravées au laser de 0,1mm sur la surface des ailettes.

Performance: Dans des conditions de convection naturelle, la résistance thermique est de 0,3 ℃ / W, adapté pour l'onduleur SG320HX de l'alimentation solaire (puissance 320kW), et la plage de fluctuation de température de jonction IGBT est ≤ 5 ℃.

Système de stockage d’énergie :

Structure: Plaque refroidie à l'eau pliable (zone dépliée 2.1) ㎡, volume plié 0,03 m³), capteur de débit intégré et vanne d'équilibre de pression.

Case: système de stockage d'énergie Tesla Megapack, puissance de dissipation de chaleur d'un seul cabinet de 1,2 MW, fluctuation de température du liquide de refroidissement ≤ 1 ℃, coût de maintenance réduit de 60% pendant le cycle de vie.