液冷方案的主要部件基本由冷却板，冷却管道总成组成，Audi e-tron就是一种比较典型的液冷方案案例，如图1所示：本文就是基于液冷方案中水冷板的设计进行深入探讨。

为了解决用户对于续驶里程的焦虑，最新开发的电动汽车平台电池系统能量越来越大,如表1所示。加之对整车动力性能和快充性能的要求，整车厂对电池系统热管理提出更高的要求。其中冷却板在热管理系统热量传递关键部件，其设计的好坏直接影响热管理性能。

冷却板的设计形式及其布置位置也是多种多样的，主要根据电池的类型，电池系统整体的布置来确定。加之为了保证大能量电池包温度均匀性，整个热管理系统基本都采用多并联支路设计，冷却流道越长，温度均匀性控制越困难，例如特斯Model X单冷却管道长度约5.2m到model3单冷却管道变为约1.9m，通过初步CFD计算，电池系统整体均匀性有了很大提高。如表2是主流OEM的先进动力电池热管理系统的水冷板的布置及串并联方式。

表2 主流OEM动力电池热管理系统水冷板布置及串并联方式

另外，电池模组中电芯的布置与流道的走向也是水冷板设计的关键因素，特便是对于软包，方壳电芯方案尤为突出，以方壳电芯355模组为例，现阶段主要的类型大致有两种：

类型1：电芯与流道走向垂直

典型代表BMW    X1,i3，每个电芯底面的冷却液流量都一致， 电池系统整体温差控制相对容易。

类型2：电芯与流道走向平行

典型代表捷豹i-pace,奥迪e-tron，每个电芯底面的冷却液流     量有差异，需要结合模组的发热特性，匹配相应流道的设计，才能使整体的温差可控。

类型1，2两种形式主要有电池系统结构布置来决定。从经验来看，电池系统结构，模组确    定后，水冷板的尺寸包络基本确定，相对应的冷却有效区域也确定了。

以上是结合主流OEM的先进动力电池热管理系统的水冷板布置方式对于温差的初步说明， 接下来具体讲一下水冷板的设计思路。以方壳电池为例：通过对整车动力性参数的分解，可确认电芯的最恶劣工况，由此可初步确认电芯在此工况下的发热数据（设计初期可以选用平均发热数据，但是一定要考虑电芯在EOL状态的发热量的增加）。

（1）确定冷却板与制冷液界面的换热系数h，如下图：

通过假定设立电芯初始温度，设定不同换热系数h，冷却液温度，得到的温升曲线，从而通过公式反推达到初步的设计目标所需要的流量Q，冷却液温度T范围。

从上一步骤得到的设计流量Q，冷却液温度T，然后结合模组或电芯绝热状态下的发热特性（或者温度云图）来设计水冷板，达到均衡整个模组或电芯的温差的设计目标。

除了计算冷却板流量，控制模组或电芯的温差以外，还要满足冷却板气密性要求，寿命设计要求，高低温要求，爆破压力要求，压降要求，清洁度要求，等电位要求，平面度要求，内部腐蚀要求,接头插拔力的要求，水冷板强度要求等设计要求。满足上述设计要求，需要     水冷板有严格的制造工艺。接下来简要谈一下冷却板的制造工艺。

优秀的水冷板设计需要可靠的制造工艺来保证，通过一系列通过表2可以看出，现阶段水冷板的制造方案主要集中有以下四种方式：

a.冲压+钎焊的方式

b.蛇形管+钎焊的方式

c.蛇形管+高频焊的方式

d.挤出铝型材+摩擦搅拌焊方式

这四种方式各有优劣，从水冷板流道设计更灵活的角度来看，冲压+钎焊的方式优势最为突出，又可以兼顾轻量化与成本的优势。本节以此为例，简要讨论一下冲压+钎焊冷板的制造工艺。

根据之前设计的冷却板发布的2D图纸，设计模具及其工装夹具，如图所示：

基本的工艺流程如下：

为了防止在运输过程中水冷板进入残渣，需要在储存，运输过程中进出水口防护套需要防护。

测试验证的目的是为了验证的零部件/子系统产品是否符合设计目标及系统使用寿命目标， 水冷板如果发生泄漏，轻则绝缘失效，重则会发生安全事故，所以全面，可靠的验证非常有必要。

水冷板的验证项目主要包括以下几点：

• 气密性测试（全检，主要由正压，负压气密性测试)

•清洁度测试

• 爆破压力测试

• 温度交变测试

• 等电位设计测试

• 压力交变测试

• 平面度三坐标测试

• 高低温测试

• 振动测试（建议电池包级别测试）

• 内流道腐蚀测试

完成以上零部件级别的验证，还需要系统，整车级别验证才能确认设计的性能，可靠性的完整性。