Разработка аллюминиемого корпуса с жидкостным охлаждением

[BrMisha 1]

Здравствуйте!

Разрабатываю батарейный блок с жидкостным охлаждением. Аккумуляторы находятся в аллюминиевом герметичном корпусе, который заполнен специальной жидкостью, чтобы отводить тепло на корпус.

Сейчас встала задача - отводить тепло с самого корпуса. Размеры корпуса 300*280*80мм. Планируется сваривать листы из АМг и далее фрезеровать. Какую делать толщину - это хотел бы с вами посоветоваться.

Чтобы отводить тепло, планировал сделать водяные рубашки на стенках корпуса, примерно как на фото (смотрите верхнюю часть). Ориентировочные толщины в верхней части:

• Стенки большого корпуса - 1,5мм.
• Стенки крышки - 2мм.
• Канавки - 2мм.

Но в моем случае чем меньше - тем лучше, ибо критичен вес и толщина всего корпуса (которая сейчас 80).

Канавки можно сделать и на крышке. Тут не могу придумать как саму крышку крепить к корпусу, учитывая её толщину. Если болтами, то надо чтобы при жесткой эксплуатации жидкость из батарейного отсека не перемешалась и жидкостью из рубашки.

Конструкция будет установленна на транспортном средстве и будет подвергаться вибрациям.

 

В общем, хочу с вами посоветоваться по поводу конструкции корпуса, ибо сам в этом мало понимаю и начал знакомиться с металлообработкой месяца 3 назад (уже купил фрезер с ЧПУ).

Ранее задавал подобный вопрос в кацапских сообществах - там в основном флуд (не тем по жизни занимаешься / вози с собой двс). Надеюсь что здесь мне помогут)))

[Олек77 190]

, BrMisha написав:

Тут не могу придумать как саму крышку крепить к корпусу, учитывая её толщину.

Фланець зробити. І на приварних кришках, і на накладних. І шпильками все зтягнути через прокладку (6 шт малувато).

І з тою "типа змійкою" заморочки, особливо фрезеруванням, не варті - з іншої сторони навіть перемішування немає і весь теплообмін впреться саме там.

[BrMisha 1]

, Олек77 написав:

І з тою "типа змійкою" заморочки, особливо фрезеруванням, не варті - з іншої сторони навіть перемішування немає і весь теплообмін впреться саме там.

Да там на самом деле не змецка будет. Это картинка для примера.

, Олек77 написав:

Фланець зробити. І на приварних кришках, і на накладних. І шпильками все зтягнути через прокладку (6 шт малувато).

По бокам ладно, а как фланци сделать, к примеру, по середине корпуса?

[Олек77 190]

, BrMisha написав:

По бокам ладно, а как фланци сделать, к примеру, по середине корпуса?

Пластинчастий теплообмінник бачили?

Змінено 4 січня, 2023 користувачем Олек77

[BrMisha 1]

@Олек77 Посмотрел картинки в гугле, только не понял как это в моей задаче применимо...

[Олек77 190]

Десь так. Дистанційні втулки (показані тільки 4) можна виконати і всередині корпусу з виступами під приварку. Ну але питання чи є там місце...

[BrMisha 1]

@Олек77 Спасибо за картинку, теперь дошло))

Только тут нет выступов (которые у меня змейкой). Мне они нужны так как на внешнюю сторону крышки может производиться давление и удары, в этом случае 2 миллиметровая крышка легко погнется. Да и внутри давление может быть (хоть и не большое).

Поэтому надо как-то усилить ребрами. Вот тут и возникает вопрос с крепежами, которые находятся не по контуру

[Ganch_er 211]

Деталька в вас невелика, як я зрозумів?

Подивіться є готові рішення рідинне охолодження для процессорів.

[BrMisha 1]

@Ganch_er 300x280x80mm.

[break 206]

Не треба ніяких подвійних стінок. Пропустіть через корпус пару-трійко-вісім трубок. Через них ганяйте охолоджувальну рідину.

Але рідину треба качати насосиком...

Якщо прокачка не передбачена - робіть кожух на весь свій батарейний блок. А його з мінімальної товщини алюмінію (певно ж не алюміній чистий, а дюраль?). Аби воно купи трималось. Батарейний блок - в ще один корпус, можна пластиковий. І той зовнішній корпус забезпечить додатковий захист.

Конструкцію в космос запускатимете? Одиничний акум якого розміру? Якого типу? Якщо одиничний акумулятор значно тонше 80мм, то робіть "сендвіч": зовнішня стінка - "соти" з теплоносієм - алюміній чи мідь 0,2-0,35мм - акумулятор - алюміній чи мідь 0,2-0,35 - "соти" з теплоносієм ...... - зовнішня стінка. В торцях телоносій об'єднується.

 

п.с. в ваш ящик можна запхати акумуляторів на 3000Вт*год. Це значить, що при швидкій зарядці тепловиділення може бути в кілька сотень ватт...

Змінено 4 січня, 2023 користувачем break

[IMP 641]

9 годин тому, break написав:

(певно ж не алюміній чистий, а дюраль?). Аби воно купи трималось.

Все ж мабуть з точністю до навпаки.  У дуралей (не захищених зовні захисними покриттями) дуже мала корозійна стійкість. Натомісць, можливо для багатьох це виявиться новиною, але практично всі системи охолодження автомобілей виготовляються зі сплавів 1ххх групи, які відносять до чистого алюмінія.

 

Змінено 5 січня, 2023 користувачем IMP

[BrMisha 1]

12 години тому, break написав:

Не треба ніяких подвійних стінок. Пропустіть через корпус пару-трійко-вісім трубок. Через них ганяйте охолоджувальну рідину.

Я уже пол года в свободное провожу эксперементы. Пускать трубки через корпус, а так же гонять саму жидкость с батарейного отсека через радиатор пробовал - идея плохая. В случае с трубками, они делают конструкцию слишком громоздкой и тяжелой в сборке (как писал выше - места мало, габариты ограничены).

12 години тому, break написав:

Якщо прокачка не передбачена - робіть кожух на весь свій батарейний блок.

Нет места.

12 години тому, break написав:

Батарейний блок - в ще один корпус, можна пластиковий

Сами банки находятся в пластиковом держателе. Эта прроблема уже решена.

12 години тому, break написав:

Конструкцію в космос запускатимете? Одиничний акум якого розміру?

Если ракету предоставите - то можно. А так, оно будет гонять по жесткому бездорожью и иногда падать (моноколесо). Аккум 21700.

12 години тому, break написав:

п.с. в ваш ящик можна запхати акумуляторів на 3000Вт*год. Це значить, що при швидкій зарядці тепловиділення може бути в кілька сотень ватт...

2000-2500вт/ч. Тепла до 500 ватт, но это максимум. Тепло отводить будет внешний радиатор с вентилятором.

[BrMisha 1]

К стати, а есть варианты склейки аллюминия?

Тогда бы я мог "змейку" сделать на основной части, а крышка была бы в виде плоского куска аллюминия и приклеивалась бы.

[BrMisha 1]

Слышал про способы пайки аллюминия специальными прутками. Может крышку просто припаять по контуру?

[kratmel 201]

Спостерігаючи за темою автора зрозумів, що основне питання - компоновка.

Водяне охолодження має винести тепло в зону де можна холодити забравши його із зони де має бути акумулятор по компоновці.

На мою думку - замінивши одну із бокових стінок корпуса на плоский радіатор і поздовжніми ребрами можна продувати його з торця малогабаритними вентиляторами. Так роблять на деяких інверторах в промислових машинах.

Ще одна ідея - використати теплові трубки як в процесорах для транспортування тепла. 

[BrMisha 1]

6 годин тому, kratmel написав:

Спостерігаючи за темою автора зрозумів, що основне питання - компоновка.

20% - компоновка, 80% - как собрать.

6 годин тому, kratmel написав:

замінивши одну із бокових стінок корпуса на плоский радіатор і поздовжніми ребрами можна продувати його з торця малогабаритними вентиляторами

В месте, где находится корпус, нет протока воздуха. Единственный способ - внешний радиатор.

 

Задача сейчас в отборе тепла антифризом - как буду антифриз охлаждать - это уже второй вопрос (надеюсь, тривиальный)

[softm 2 301]

, kratmel написав:

Спостерігаючи за темою автора зрозумів, що основне питання - компоновка.

Водяне охолодження має винести тепло в зону де можна холодити забравши його із зони де має бути акумулятор по компоновці.

На мою думку - замінивши одну із бокових стінок корпуса на плоский радіатор і поздовжніми ребрами можна продувати його з торця малогабаритними вентиляторами. Так роблять на деяких інверторах в промислових машинах.

Ще одна ідея - використати теплові трубки як в процесорах для транспортування тепла. 

 

Не розумію де нема притоку повітря, крім як під водою, чи в космосі.

[Radionuklid 60]

В загалі то досить дивна конструкція. Циркуляції немає, рідина має кращу теплопровідність ніж алюміній? Сенс рідинного охолодження це передача тепла від джерела тепла до місця з'єму, наприклад радіатору і повернення охолодженої рідини до джерела тепла. В цій конструкції я не побачив куди рідина буде передавати тепло окрім як від внутрішньої стінки до зовнішньої. В цьому випадку це скорше буде виконувати функцію теплоізоляції. При улаштуванні примусової циркуляції місця для кулера потрібно меньш ніж для трубок.

Змінено 15 січня, 2023 користувачем Radionuklid
доповнення

[BrMisha 1]

, Radionuklid написав:

В цій конструкції я не побачив куди рідина буде передавати тепло окрім як від внутрішньої стінки до зовнішньої

На рисунке с двух сторон отверстия. Вот они идут к трубкам. Просто на картинке не отобразил

[Radionuklid 60]

4 години тому, BrMisha написав:

Просто на картинке не отобразил

Так, потім побачив, але патрубки все одно більше місця займуть чим кулер імхо, +помпа, +радіатор. А в цілому аналогічна система у редукторі ГБО лише на підігрів.

Змінено 16 січня, 2023 користувачем Radionuklid
Доповнення

[BrMisha 1]

9 годин тому, Radionuklid написав:

але патрубки все одно більше місця займуть чим кулер імхо, +помпа, +радіатор

Повторюсь - в месте расположения батарей нет протока воздуха. Единственный способ их охладить - отвести тепло в место, где есть проток воздуха