トップ 30 EV 熱管理コンポーネントおよびソリューション (バッテリー、インバーター、モーター、ADAS)

電気自動車冷却ハードウェアを断片化した単一部品サプライヤーにまたがって調達すると、車両レベルの統合ギャップ、冷却剤取り付け公差の不一致、PPAP 責任の断片化が生じます。プラットフォーム調達チームはの統合ビューを必要としています。 EV 熱管理コンポーネント 、バッテリー パック、SiC インバーター、電気モーター、ADAS ドメイン コントローラーに及ぶすべての私たちの全域で 自動車の熱管理 ポートフォリオを対象としたこの調達マップでは、30 個のコア熱部品をドメイン、製造プロセス、合金グレード、熱性能測定基準ごとに分類しています。

1. 4 つのドメインにわたるフルスタック EV の熱管理の状況

最新の電気自動車プラットフォームは、熱管理を 4 つの異なる機能ドメインとキャビンの温度制御に編成しています。各ドメインは、根本的に異なる熱流束、圧力、構造負荷の制約の下で動作します。

キャビンの HVAC とバッテリー冷却は適度な温度で広範な体積負荷を管理しますが、トラクション インバーターと L3/L4 中央コンピューターは極度の熱流束を小さな半導体設置面積に集中させます。 30 個すべての部品を単一の垂直統合型 自動車用熱部品メーカーから調達すること で、異種アルミニウム合金と未検証のろう付け接合部を混合するときに発生する電気腐食や冷却液の流れの不均衡の問題が解消されます。

2. トップ 30 EV サーマル部品早見表

以下の表は、車両アーキテクチャ全体にわたる 30 個の重要な熱部品をカタログ化しており、迅速な調達と BOM レビューのためにグループ化されています。

 

3. ドメインの詳細: バッテリー パックの熱アーキテクチャ

バッテリー パックの熱管理システムは、EV の熱 BOM の中で最大の質量と表面積を占めます。セル・トゥ・パック (CTP) およびセル・トゥ・シャーシ (CTC) アーキテクチャには、数百の角柱セルまたはパウチセル全体にわたって厳格な温度均一性を維持しながら、構造剪断パネルとしても機能する冷却プレートが必要です。

パックレベルのサーマル部品表を構築するエンジニアは、 EV バッテリーコールドプレート選択ガイド。 押し出しプロファイルに対してハイドロフォーミングされたスタンピングシートを評価するためのさらに、2 メートルの大型バッテリー トレイには正しい接合技術を選択することが重要です。私たちの技術的な比較 FSW とろう付けコールド プレート の用途を比較して、摩擦撹拌溶接が大きな構造上の設置面積にわたる炉の反りをどのように排除するかを概説します。

4. ドメインの詳細: トラクション インバーターとパワー エレクトロニクス ハードウェア

800V トラクション インバーター、車載充電器、DC-DC コンバーターなどのパワー エレクトロニクス コンポーネントは、車両内で局所的に最も高い熱流束を生成します。炭化ケイ素 (SiC) MOSFET は熱流束を 80 W/cm2 を超えるため、従来の片面ベースプレートではジャンクション温度を 175°C 未満に保つことができません。

高性能インバータには、ピンフィンによる直接冷却または両面サンドイッチ プレートが必要です。のエンジニアリングガイドをお読みください トラクションインバーターコールドプレート設計。 マイクロチャネルおよびパラレルマニホールドのサイジングルールに合わせたパワーエレクトロニクスが強制空気フィン付きエンクロージャ上で液体冷却を必要とする場合を理解するには、当社の分析を参照してください。 EVパワーエレクトロニクスにおける液体冷却と空冷の比較.

5. ドメインの詳細: 電気モーターと E アクスルの熱エンクロージャ

電気モーターの冷却により、ステーター巻線の温度とローターの遠心力学のバランスがとれます。高性能 e-アクスルでは、外部の水グリコール ステーター ジャケットと組み合わせたダイレクト トランスミッション オイル (ATF) 冷却への依存がますます高まっています。

モーターのウォータージャケットやトランスミッションクーラーに適切な合金と表面仕上げを選択することで、ガルバニックピッチングや冷却液の漏れを防ぎます。冶金学的内訳を確認してください。 合金選択ルールについては自動車用アルミニウムと銅の材料を 比較し、当社のガイドで流体のトレードオフを比較します。 EVモーターオイルと水グリコール冷却の比較.

6. ドメインの詳細: ADAS ドメイン コントローラーと SoC パッシブ冷却

集中型自動運転コンピュータ (L2+ ～ L4 ドメイン コントローラ) は、-40°C ～ 85°C の周囲温度にさらされる密閉されたファンレスのアルミニウム エンクロージャ内に 100 W ～ 450 W のコンピューティング パワーを集中させます。

スペースが限られており、キャビンの騒音制限により高速ファンが使用できないため、設計者はダイカスト ハウジングに埋め込まれた銅製ベーパー チャンバーと焼結ヒート パイプを利用しています。技術概要を読む ADAS ドメイン コントローラーの冷却 により、台座の平坦性と凍結融解 DV テスト基準を実現します。これら 30 のコンポーネントを製造するサプライヤーを監査する調達および品質チーム向けに、当社の実践的な監査フレームワークを提供します。 中国の EV サーマル OEM サプライヤーの評価では、  IATF 16949 認証ゲート、C スキャン NDT、および 100% ヘリウム リーク テストの要件について概説しています。

7. プラットフォーム統合の利点: コスト削減、大量節約、単一ソースの品質

単一の統合 サーマルモジュールサプライヤーを通じて 30 個の EV サーマルコンポーネントすべてを調達することで 、プラットフォームに 3 つの異なる利点がもたらされます。

1. 質量と部品の削減: スタンプされたバッテリー冷却リボン、ろう付けされたチラー プレート、FSW 構造トレイを 1 つのエンジニアリング屋根の下に統合することで、冗長な取り付けフランジと冗長なクイック接続フィッティングが排除され、合計熱 BOM が 3 kg ～ 8 kg 削減されます。

2. ガルバニック不一致の排除: すべての接液コールド プレート、バスバー クーラー、インバーター ヒートシンクを IATF 16949 認定のメーカーから調達します (「 IATF 16949 が自動車用コールド プレートに重要な理由) は、クーラント ループの腐食を防ぐ一貫した合金純度 (制御された 3003/6061 化学薬品やニッケル メッキなど) を保証します。

3. PPAP とプログラムの実行の合理化: 完全なサーマル BOM に対して単一のレベル 3 PPAP パッケージを管理することで、ティア 1 サプライヤーの管理が簡素化され、車両の発売スケジュールが短縮されます。

東莞にある 60,000 平方メートルの製造拠点 (2009 年設立) で、800 名以上の従業員と 200 以上の特許を擁する Guangdong Winshare Thermal Technology Co., Ltd. は、有効な IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001、および ISO 45001 認証を取得しています。 Winshare は、CNC 加工、スカイビング、​​摩擦撹拌溶接、真空ろう付け、ダイカスト、ヒート パイプ、スタンピングを 1 つの屋根の下に収容することにより、建設中のタイ チョンブリの新工場によってサポートされ、BYD、Geely、Chery、XPeng、Lucid、Li Auto、Sungrow、Delta を含む世界的な車両イノベーター向けに 30 種類の EV 熱管理コンポーネントをすべて製造しています。

8. 結論

電気自動車の熱プラットフォームを管理するには、個々の部品の枠を超えて、統合された製造エコシステムを確保する必要があります。

·  4 つのドメインすべてをカバーします: バランス バッテリー パック冷却、SiC インバーター サーマル プレート、モーター ジャケット、および検証済みのコンポーネント仕様を持つ ADAS ドメイン コントローラー ヒートシンク。

· 垂直統合を優先する:  CNC 加工、スカイビング、​​摩擦撹拌溶接、真空ろう付け、ダイカストを 1 つの屋根の下で扱うサプライヤーと提携して、下請け業者への引き継ぎを排除します。

· 厳格な品質ゲートの強制:  IATF 16949 認証、100% 真空チャンバーヘリウムリークテスト、超音波 C スキャン溶接検査、およびシリアル化されたバーコードのトレーサビリティが必要です。

 

よくある質問

単一のサーマルサプライヤーが 30 個の EV サーマルコンポーネントすべてを製造できますか?

自動車用の垂直サーマル専門メーカーは、通常、バッテリー コールド プレート、チラー プレート、インバーター冷却スタック、ダイキャスト ECU ハウジング、ヒート パイプ シンクなど、これらのコンポーネントを 25 ～ 28 個社内で製造し、射出成形プラスチック拡張タンクやゴム ホースの認定 Tier 2 スペシャリストと提携しています。

バッテリー コールド プレートとインバーター コールド プレートを同じ工場から調達する利点は何ですか?

両方のドメインを 1 つのサプライヤーから調達することで、均一な内部イオン清浄度、冷却液ループ内の腐食防止剤の適合性の一致、一貫したろう付けおよび FSW の品質管理基準、および車両の熱プラットフォーム全体にわたる統一されたレベル 3 PPAP 文書が保証されます。

車両に取り付ける前に、複数の部品からなるサーマルアセンブリの漏れがどのようにテストされますか?

バッテリーのコールド プレート、インバーターの冷却ジャケット、チラー プレートなどの重要な接液コンポーネントは、4.0 ～ 5.0 bar で 100% 自動化された乾燥空気耐性テストを受け、続いて硬真空チャンバーのヘリウム質量分析計によるリーク テストが 1.0×10-7 ～ 1.0×10-8 mbar·L/s まで行われます。

EV サーマルモジュールの世界的なサプライヤーはどのような品質認証を取得する必要がありますか?

量産対応の自動車用サーマルサプライヤーは、有効で検証可能な IATF 16949:2016、ISO 9001:2015、ISO 14001:2015、および ISO 45001:2018 認証を取得しており、登録された IATF 認証範囲内に液冷プレートとヒートシンクが明示的にリストされている必要があります。

垂直統合により、複数の部分からなる EV 熱プログラムの部品コストがどのように削減されるのでしょうか?

垂直統合により、サードパーティのろう付け下請け業者、陽極酸化処理工場、および機械加工工場からの中間マークアップが排除されると同時に、生のアルミニウム コイルと押出成形品の使用が最適化され、大量の SOP 実行におけるスクラップの無駄が最小限に抑えられます。

フルプラットフォームの熱プロトタイプ サンプル セットの調達にはどのくらいのリード タイムを想定する必要がありますか?

CNC/FSW バッテリー プレート、ろう付けインバーター クーラー、ヒート パイプ ADAS 蓋を含む、完全に機能する A サンプル プロトタイプ セットは、ハード ツール NRE を使用せずに 3 ～ 5 週間以内に製造、ヘリウム リーク テストを行って、ベンチ特性評価用に納品できます。