走进位于石家庄高新区的先控捷联电气股份有限公司生产车间,浸没式液冷电池PACK正在加紧生产。在这里,定制化全自动流水线高效运转,关键工艺参数实时上传,实现了生产过程的全程可追溯。
这家深耕电力电子与新能源领域的企业,将自主研发的“浸没式液冷”核心技术关键指标做到了国际先进。
“浸没式液冷技术,就是把电芯完全浸入绝缘冷却液中,利用液体高达空气3000倍的比热容实现极致热管理。”先控电气项目负责人郭玺对记者说,要让这套系统在20年寿命期内绝对可靠,远比想象中复杂,最大的难题是材料兼容性。
非金属材料接触浸没液后,有的溶胀变形,密封失效;有的析出杂质,液体变浑浊,电阻率下降。“这些变化短期根本看不出来,有些材料前三个月正常,第四个月突然性能骤降。”郭玺说,这种延迟出现的问题很让人头疼,短期测试根本看不出来,等到问题暴露,产品可能已经装上客户的车或储能电站了。
为了解决这个问题,企业把几十种材料排列组合,在高温下做加速老化实验,定期取样测试。反复迭代多轮,才锁定了一组“黄金配对”。“相关数据如今已经形成了企业的材料兼容性数据库。”郭玺说。
解决了材料问题,温差控制又成了一道坎。电芯对温差极其敏感,温差超过5℃,电池寿命就会明显受损。团队最初选择了循环式冷却方案,效率高、结构直观。但很快发现了问题:要让液体顺畅泵送,浸没液黏度必须足够低;而低黏度往往意味着闪点低,一旦发生热失控,液体本身可能助燃。“这个风险,仿真模型里算不出来。”一位曾经参与研发的工程师说。
最终,团队放弃了循环式,改用“静态浸没+冷板”,重新设计非对称流道。一遍遍仿真、打样、实测,终于把整包温差控制在了2℃以内,成功拿下了国家发明专利。
先控电气所在的研发领域,横跨电力电子、新能源和数据中心基础设施。浸没式液冷电池PACK只是其中一个“拳头产品”,而背后支撑它的是一整套高度协同、持续优化的制造系统。
在这片8.5万平方米的生产基地里,两栋独立厂房各设4层专属车间,覆盖从机电生产、电子模块制造到液冷电池PACK装配、全性能测试的全链路加工环节。电子模块车间的SMT环节配置了两条日本松下贴片生产线,单线日产能达300万点级别。
与此同时,先控电气搭建了Smart ECX智慧能碳管理平台,融合工业物联网、大数据和人工智能技术,对工厂能源消耗和碳排放实现“实时可测、可控、可优化”。从绿色产品到绿色工厂,从单点技术到系统能力,企业把高质量发展落到每一个可控指标上。
目前,先控电气累计获得100余项授权专利,先后获评国家级高新技术企业、专精特新“小巨人”企业,相关技术和产品两次进入工信部推荐目录,产品覆盖全球50多个国家和地区。
“企业坚持‘量产一代、研发一代、预研一代’,现有产品持续优化迭代,同时基于客户实际应用场景,反向驱动下一代产品定义。”副总经理李世伟告诉记者,产品升级不是闭门造车,是从市场端的需求促进研发端的创新。
车间里,浸没式液冷电池PACK在一条条生产线上有序流转;实验室里,新一代材料兼容性测试正在进行;智慧能碳管理平台上,能源消耗和碳排放数据实时跳动。一个个高科技产品、一栋栋现代化厂房,推动着民营企业向“新”而行、向“绿”而进,为民营经济高质量发展注入创新动能。
(来源:石家庄日报 记者:赵艺)