Gebohrte Kühlplatte

Bei einer durch Tieflochbohren hergestellten Kühlplatte handelt es sich um eine Art industrieller Flüssigkeitskühlplatte, die aus einem massiven Metallblock (Aluminium oder Kupfer) gefertigt wird. Die internen Kühlkanäle werden durch präzises Tieflochbohren und nicht durch Schweißen, Löten oder Einbetten von Rohren geformt.

Diese Konstruktion bietet eine hervorragende thermische Leistung, eine überlegene mechanische Festigkeit und ein extrem niedriges Leckagerisiko und ist daher ideal für leistungsstarke und hochzuverlässige Flüssigkeitskühlungsanwendungen wie z. B. Leistungselektronik für Elektrofahrzeuge, IGBT-Module, SiC-Wechselrichter, Energiespeichersysteme und industrielle Laseranlagen.

Was ist eine kaNEINnengebohrte Kühlplatte?

Eine durch Tieflochbohren hergestellte Kühlplatte ist eine einteilige, maschinell bearbeitete Flüssigkeitskühlplatte, bei der mit Hilfe der TieflochbohrtechNEINlogie mit hohem Verhältnis von Tiefe zu Durchmesser gerade interne Strömungskanäle erzeugt werden.

• Kühlflüssigkeit strömt direkt durch gebohrte Kanäle

• Wärmeübertragung von elektronischen Bauteilen → Metallbasis → internes Kühlmittel

• keine großflächigen Schweißarbeiten, keine Lötverbindungen, keine eingebetteten Rohre

zentrales Strukturkonzept:

„Die Kühlkanäle sind Teil des massiven Metallkörpers selbst.“

Herstellungsprozess und Funktionsprinzip

1. Materialvorbereitung

• massiver Aluminium- oder Kupferblock

• Gängige Sorten: Aluminium 6061 / 6082, Kupfer C1100 / C101

2. Tieflochbohren (KerntechNEINlogie)

• tiefe, gerade Löcher, gebohrt mit Tiefbohrmaschinen

• hohes Seitenverhältnis (typischerweise 20:1–50:1)

• ausgezeichnete Geradheit und Oberflächengüte

3. Kanalabdichtung

• Die Enden wurden mittels Gewindestopfen, Schweißstopfen oder Presspassung abgedichtet.

• Druckgeprüft, um einen leckagefreien Betrieb zu gewährleisten

4. Bearbeitung und Endbearbeitung

• CNC-Bearbeitung für Montageflächen

• Anschlussbearbeitung (g1/4, npt, kundenspezifisch)

• Oberflächenbehandlungen: ANEINdisieren, Passivieren, Vernickeln (optional)

Hauptvorteile von flüssigkeitsgekühlten Platten mit Tieflochbohrung

1. Hohe strukturelle Integrität

• einteiliger Metallkörper

• keine langen Schweißnähte oder Lötverbindungen

• ausgezeichnete Beständigkeit gegen Vibrationen und Druck

2. Auslaufsicheres Design

• minimale Dichtungspunkte

• geringeres Ausfallrisiko im Vergleich zu geschweißten oder gelöteten Kühlplatten

3. hervorragende Wärmeleistung

• Kühlkanäle in der Nähe der Wärmequelle angeordnet

• effiziente Wärmeabfuhr für Anwendungen mit hohem Wärmestrom

4. Hochdruckfähigkeit

• geeignet für Flüssigkeitskühlsysteme mit hohem Durchfluss und hohem Druck

• ideal für Automobil- und Industriestandards

5. lange Lebensdauer

• keine Lötermüdung

• keine Schweißrisse

• stabile Leistung im Langzeitbetrieb

typische Materialien und Kühlmittel

Materialien

• Aluminium-Kühlplatte mit Tieflochbohrung

• leicht

• kostengünstig

• weit verbreitet in Elektrofahrzeugen und Leistungselektronik

• Kupfer-Kühlplatte mit Bohrung

• höhere Wärmeleitfähigkeit

• wird für Anwendungen mit extrem hoher Wärmedichte eingesetzt

kompatible Kühlmittel

• deionisiertes Wasser

• Wasser-Glykol-Gemische

• dielektrische Kühlflüssigkeiten (anwendungsabhängig)

technische Parameter (typisch)

typische Anwendungen

• EV-Wechselrichter-Flüssigkeitskühlung

• IGBT/SiC-Leistungsmodul-Kühlplatten

• Kühlung des Energiespeichersystems (ESS)

• industrielle Stromversorgungskühlung

• Kühlung der Laserleistungsquelle

• Hochleistungs-Industrieelektronik

Vergleich: Tieflochgebohrte Kühlplatte vs. andere Flüssigkeitskühlungsarten

1. Tiefbohren vs. FSW-Flüssigkeitskühlplatte

2. Tiefbohr- vs. Rohr-Flüssigkeitskühlplatte

3. Gebohrte vs. gelötete Flüssigkeitskühlplatte

4. Gebohrte Kühlplatte vs. CPU-Wasserkühler

Warum sollte man sich für eine kaNEINnengebohrte Kühlplatte entscheiden?

• geeignet für Systeme mit hoher Leistungsdichte und hoher Zuverlässigkeit

• ideal für Umgebungen mit Druckwechseln, Vibrationen und langer Lebensdauer

• geringeres Leckagerisiko im Vergleich zu geschweißten oder gelöteten Konstruktionen

• stabiles und vorhersehbares thermisches Verhalten

FAQ – Häufig gestellte Fragen

Frage 1: Ist eine gebohrte Kühlplatte besser als eine FSW-Kühlplatte?

a: Für maximale Zuverlässigkeit und Druckbeständigkeit eignen sich tiefgebohrte Kühlplatten besser. FSW-Kühlplatten bieten mehr Flexibilität bei der Kanalgestaltung und sind besser für die Großserienfertigung geeignet.

Frage 2: Können mit Tieflochbohrungen versehene Kühlplatten hohem Druck standhalten?

a: Ja. Aufgrund ihrer soliden Bauweise eignen sie sich für Hochdruck-Flüssigkeitskühlsysteme.

Frage 3: Sind tiefgebohrte Kühlplatten für Elektrofahrzeuge geeignet?

a: Absolut. Sie werden häufig für Wechselrichter in Elektrofahrzeugen, IGBT-Module und Leistungselektronik verwendet.

Frage 4: Können benutzerdefinierte Kanallayouts entworfen werden?

a: Ja. Kanaldurchmesser, Kanalabstand, Kanalanzahl und Ein-/Auslasspositionen sind innerhalb der Bearbeitungsgrenzen individuell anpassbar.

Frage 5: Aluminium oder Kupfer – welches sollte ich wählen?

a: Aluminium wird aufgrund seines Gewichts- und Kostenverhältnisses bevorzugt; Kupfer wird für extreme thermische Anforderungen ausgewählt.

Frage 6: Wie wird auf Leckagen geprüft?

a: Jede Kühlplatte wird vor der Auslieferung einer Druckprüfung und einer Dichtigkeitsprüfung unterzogen.

Frage 7: Können mit Tieflochbohrungen hergestellte Kühlplatten mit dielektrischen Flüssigkeiten verwendet werden?

a: Ja, das hängt von der Dichtungsmethode und der Materialverträglichkeit ab.

Frage 8: Wie lange ist die typische Lieferzeit?

a: Prototyp: 2–3 Wochen; die Massenproduktion hängt von der Menge und der Komplexität des Designs ab.