來源：洞見熱管理
00 引言
在新能源汽車飛速發展的浪潮中，電池安全與性能始終是核心議題。而電池熱管理系統，就像為電池裝上了 “智能溫控器”；動力電池熱管理是指通過各種技術手段，對動力電池在充放電過程中的溫度進行控制，使其保持在適宜的工作溫度范圍內，以提高電池的性能、延長使用壽命、確保安全運行。
液冷技術是通過液體對流換熱，將電池產生的熱量帶走，從而降低電池溫度的技術，是目前市場上最主流的冷卻方案。
直冷技術是利用冷媒蒸發潛熱的原理，在整車或電池系統中建立空調系統，將空調系統的蒸發器安裝在電池系統中，制冷劑在蒸發器中蒸發并快速高效地將電池系統的熱量帶走，從完成對電池系統冷卻的作業。
動力電池液冷及直冷技術作為核心熱管理技術，默默守護著電池的 “體溫”。而液冷板與直冷板正是支撐這兩大核心技術發揮作用的關鍵部件，它們在保障動力電池高效、安全運行方面意義重大。
隨著動力電池能量密度提升與快充技術普及，冷板技術正經歷從“被動導熱”到“主動控溫”、從“單一材料”到“復合結構”的升級跨越。本期洞見熱管理針對動力電池熱管理液冷技術的核心組件——冷板，介紹其原理和制造方式及分類。
01 液冷板：流動的 “散熱高手”
液冷板（Liquid Cold Plate，簡稱LCP）是液冷熱管理系統的關鍵執行部件，直接接觸熱源，通過內部流道中冷卻液的循環流動將電池產生的熱量帶走。其核心功能在于建立一條從電芯到外部冷卻回路的高效傳熱路徑。（1）沖壓式液冷板：以鋁合金板材為原料，通過沖壓工藝打造出復雜的冷卻液流道。這種類型流道設計靈活，能與電池緊密貼合，熱交換效率高，非常適合動力電池 CTP、CTC 等一體化設計，是當前新能源汽車的主流選擇。（2）擠壓式液冷板：采用鋁合金型材擠壓成型，兩面平整，可同時與多個電芯接觸，散熱面積大。它結構簡單、成本較低，但流道設計靈活性稍遜，更適用于對成本敏感的車型。（3）口琴管式液冷板：流道呈口琴狀，兩端設有集流體，結構簡單、成本低，但內部流向固定，設計靈活性有限，多用于小型新能源汽車。（4）蛇形管式液冷板：專為圓柱電芯模組設計，輕量化且生產效率高，能為圓柱電池提供均勻的散熱，特斯拉等車企曾廣泛采用。液冷板的制造是 “精雕細琢” 的過程。首先是鋁熱傳輸材料的加工，通過復合、冷軋等工藝，確保材料性能均勻、尺寸精確；然后是芯體組裝與焊接，真空釬焊、攪拌摩擦焊等技術的應用，保證了冷板的密封性與導熱性；最后經過嚴格的氣密性檢測，確保產品無泄漏隱患。
- 埋管工藝原理：在鋁基板上通過CNC加工銑槽，將已彎好形狀的銅管壓入槽中，再進行釬焊焊接，最后進行后加工成水冷板。特點：成本較低，加工難度相對較小，但換熱效果一般，承重能力較差。
- 型材+焊接工藝原理：利用擠壓工藝將冷板流道直接成型，再通過機加方式打通循環，通常采用摩擦焊接、釬焊焊接等焊接工藝進行密封。特點：生產效率高，成本低，但不適用于散熱密度過大的應用，且表面不適合太多螺絲孔，否則會限制水道走向或降低可靠性。
- 機加工+焊接工藝原理：通過機加工的方式在鋁/銅底板上加工水槽道，然后通過組裝、焊接等方式，制作成完整的冷板。特點：冷板可以是平面內的任意形狀和深度，適合功率密度較大、熱源布局不規則、空間受限的熱管理產品，但在動力電池系統中應用較少。
- 壓鑄+焊接工藝原理：壓鑄工藝將冷板流道直接成型，再通過焊接工藝進行密封。特點：工藝控制良好，制程穩定，具備批量交付能力，但需在工藝上控制壓鑄雜質、氣孔等問題，避免漏水。
- 沖壓+釬焊工藝原理：通過沖壓工藝將鋁板一體成型流道，內部可集成翅片增強換熱，然后通過可控氣氛釬焊或真空釬焊進行焊接。特點：流道設計靈活度高，接觸面積大，散熱性能較好，適用于高熱密度場景，但模具成本高。
- 鏟齒+釬焊工藝原理：底部貼近熱源的部位，采用鏟齒工藝加工得到細密的齒，然后與冷板上蓋、進出水嘴一起通過高溫釬焊焊接在一起。特點：換熱效率高，體積小，非常適合服務器高功率芯片的散熱，但在動力電池系統中應用較少。
液冷板制造的核心挑戰在于流道密封性、焊接強度與輕量化三大關鍵指標，近年來工藝創新正推動行業快速升級。FSW是一種固態焊接技術，通過高速旋轉的攪拌頭摩擦生熱實現材料塑性連接，其優勢顯著：零熔化焊接：避免熱裂紋與氣孔，焊縫強度達母材95%以上，杜絕冷卻液滲漏風險；異種材料兼容：支持鋁、銅、鎂等輕質材料焊接，無需填充劑，降低制造成本；支持復雜流道：可焊接3D曲面與微通道，優化熱傳遞效率。國內代表企業萬宇科技已在合肥、昆山等地建立四大制造基地，為新能源汽車、6G基站等領域提供全制程FSW液冷板服務。在鋁合金液冷板焊接中，傳統工藝面臨高反光率、氧化層穿透難、高速焊變形等痛點。華工激光推出的“動力電池液冷板激光自動化焊接智能裝備”，融合光束能量調控技術與智能控制系統，實現三大突破：高反鋁材穩定深熔焊、微流道精密密封、焊接變形量降低40%以上針對航空航天與高端電動車對輕量化的極致需求，復合材料液冷板成為新方向。西安聚變材料科技的方案是：金屬外殼體內掏空形成薄壁腔體、填充高導熱粉末（密度<2.0g/cm3）與粘結劑混合體、熱壓固化后焊接底封板隔離。該設計使液冷板重量降低30%，同時保持高導熱性，滿足大尺寸電路模組散熱需求。
與液冷板不同，直冷板通過與電池表面直接接觸進行熱傳導。直冷板一般放置在電池模組的底部，制冷劑在流經直冷板過程中相變吸熱，將電池所產生的熱量帶離系統。直冷板無需冷卻液循環系統，結構更簡單，響應速度更快，能在短時間內快速降低電池局部溫度。平板式直冷板：采用高導熱材料制成，表面平整光滑，能與電池模組緊密貼合，適用于結構規整的電池包。異形直冷板：根據電池模組的形狀定制，可貼合不規則的電池表面，確保每個電芯都能得到有效散熱，在個性化電池設計中應用廣泛。制造工藝：精準貼合是關鍵直冷板的制造核心在于材料選擇與加工精度。通常采用高純度鋁合金或銅等導熱性能優異的材料，通過 CNC 加工、激光切割等工藝打造出與電池完全匹配的形狀。表面處理工藝也十分重要，經過陽極氧化或涂層處理后，直冷板的耐腐蝕性與導熱性能得到進一步提升。
液冷板與直冷板的產業鏈如同精密咬合的齒輪組，從上游原材料供應到下游終端應用，形成環環相扣的生態閉環。在上游原材料領域，兩者共享著相似的核心基材供應鏈，以中鋁集團和紫金礦業為代表；進入中游核心部件制造環節，兩者的關聯性進一步深化。液冷板的精密沖壓、焊接工藝與直冷板的蝕刻、折彎技術，常常依托同一批具備精密加工能力的配套企業，以銀邦科技和三花控股為代表；到了下游應用端，這種緊密聯系體現得更為直觀。在新能源汽車電池熱管理系統中，液冷板負責電池組的均勻降溫，直冷板則承擔局部高功率元件的快速散熱，兩者的性能參數需要嚴格匹配才能實現整體散熱效率的最優化，這就要求車企在供應鏈管理中，將兩類產品的供應商納入統一的質量管控體系。
- 上游：以中鋁集團、紫金礦業等為代表的金屬原材料企業，提供高品質的鋁、銅等材料，為冷板的性能奠定基礎。
- 中游：銀邦股份、華鋒鋁業等企業負責鋁熱傳輸材料的生產；銀輪股份、納百川、蘇州小得熱能科技等則專注于冷板的加工制造，將原材料轉化為合格的產品。
- 下游：新能源汽車車企是主要應用領域，同時冷板也在儲能、服務器等領域發揮著重要作用，為各類設備的散熱保駕護航。
目前，動力電池用冷板行業競爭格局尚未完全定型，但集中度呈逐步提升態勢。部分企業憑借先發優勢、技術研發實力與客戶資源積累，在市場中占據領先地位。如銀邦股份，2016 年起積極布局新能源領域，2018 年前后成為全球新能源動力電池水冷板材料主供方，占據重要市場份額，并與寧德時代簽訂長期合作協議，擬在 2022 - 2026 年期間供應不低于 36 萬噸水冷板材料 。華峰鋁業、格朗吉斯、常鋁股份等企業也在該領域積極布局，綜合發力鋁合金散熱材料、新能源車用鋁板帶箔材等業務。在這樣的行業背景下，冷板制造與設計的每一次突破都牽動著整個產業鏈的神經。當 “主動控溫” 成為技術升級的核心方向，當 “復合結構” 對加工工藝提出更高要求，如何在激烈的市場競爭中找準技術路線、優化生產流程、平衡成本與性能，成為所有從業者必須直面的課題。
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