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液体冷却プレート - データセンター、パワーエレクトロニクス、電気自動車向けのカスタム冷却プレート

イートンの液体冷却プレートは、CPU、GPU、パワーエレクトロニクス、PCBA、EV バッテリーセルなどの発熱デバイスに直接取り付けられる精密な熱交換部品で、廃熱を循環する冷却材に伝達します。

イートンの液体冷却プレートは、半導体、マイクロプロセッサ、プリント基板の組立(PCBA)、その他のパワーエレクトロニクスなどのデバイスから廃熱を吸収し、液体冷却システムに伝達する、液体冷却システムの一部として機能します。冷却プレートを通して液体の優れた熱吸収能力を活用することで、冷却効率を最適化し、電子部品の理想的な動作温度を維持します。

液体冷却プレートとは?

液体冷却プレート(LCP)は、液体冷却システム内の重要なインターフェースとして機能し、ポンプで送られた液体を熱源に導き、廃熱を冷却液に伝達して冷却を促進します。冷却プレートは、熱源取り付け表面、液体が通過する内部通路、および入口と出口を備えています。サーマルエンジニアは、圧力損失や流量などの液体冷却システムの制約内で冷却を最大化するために、冷却プレートの液体流路の設計と構造を最適化します。

冷却プレートは通常、アルミニウムまたは銅から製造され、プレス加工、機械加工、ラウンドチューブおよびフラットチューブマニホールド設計で提供され、それぞれ異なる性能、重量、コスト要件に合わせて最適化されています。データセンター環境では、高密度AI アクセラレータやサーバープロセッサのチップ直冷において、空気冷却では熱負荷に対応できないため、冷却プレート液冷が推奨されます。

液体冷却プレートを使用する理由

液体の高い熱容量を活用して、空冷式熱管理ソリューションよりも多くの熱を迅速に吸収できます。冷却プレートは、さまざまなシステム構成内で高密度、高出力の熱負荷を放散するのに優れており、液体冷却システムへの効果的な熱伝達を促進します。

Eaton extended surface liquid cold plates
Eaton extended surface liquid plates

液体冷却プレートはどのように機能しますか?

冷却プレートは、熱を発生するコンポーネントに直接熱伝導性のプレートを配置することで機能します。冷却剤(通常は脱イオン水または水とグリコールの混合物)は、プレート内の内部チャネルまたは通路を通してポンプで送られます。冷却液が流れる際に、プレート材料を通して装置から伝導された熱を吸収します。加熱された冷却液は、液体ループを通って 熱交換器、チラー、もしくは 冷却液分配ユニット(CDU)に移動し、そこで熱が除去された後、冷却された流体が再循環します。内部流路の形状は、熱伝達効率とシステムの許容可能な圧力損失のバランスを取るように設計されています。

液体冷却プレートにイートンを選ぶ理由

40 年以上の冷却プレートのエンジニアリングと製造の専門知識に裏打ちされたイートンの傘下Boyd Thermalのエンジニアは、高品質でコンパクトかつ耐久性に優れた冷却プレートの開発と製造において卓越した能力を発揮します。熱シミュレーションとCFD モデリングは、設計段階から利用 でき、製造前に性能を検証して、重量と複雑さを軽減しながらシステム要件を満たすことができます。数十年にわたる実証データに基づく正確なパフォーマンスシミュレーションを活用して、冷却プレート設計を迅速に最適化し、設計サイクルを加速します。三大陸にわたる生産能力により、大量生産要件と厳しい納期に対応します。イートンの広範な製造方法と100% インラインのリークおよびフロー性能のユニットテストは、高性能LCP で製品重量の削減、性能向上、または組立全体のサイズの削減に役立ちます。

Eaton cfd of coldplate

液体冷却プレートの技術

Eaton liquid cold plates

適切な構造でアプリケーションの要件を満たす

液体冷却は幅広い用途で使用されているため、イートンの傘下Boyd Thermal は、熱性能、圧力損失、接液経路材料の適合性、重量、形状上の制約、耐久性、生産量といった要件を満たすために、複数の液体冷却プレート技術を提供しています。当社のエンジニアリングチームは、 最適な技術を活用して、熱性能、流量、抵抗、圧力降下、接液パス材料、重量、耐久性、形状などのプロジェクト要件を満たします。

最も人気のあるLCP テクノロジーの詳細:

プレス加工された液体冷却プレート

プレス加工された冷却プレートは軽量な冷却プレート構造で、LCP の片側または両側をアルミニウムでプレス加工する製造効率を活用しています。このアプローチは、流路、取付形状、その他の機能を単一のプロセスに統合して合理化し、CNC 加工時間を不要にすることで、製造時間とコストをさらに削減します。プレス加工された冷却プレートは、内部フィンを追加して熱効率を高めることができ、 100% 漏れ試験済みの シールのために雰囲気制御ろう付け(CAB)が施されています。

通常、プレス加工された冷却プレートは全体がアルミニウムで作られていて、冷却ループ全体の材料の互換性を簡素化し、ガルバニック腐食のリスクを低減します。

Eaton liquid cooling loop

機械加工された液体冷却プレート

機械加工およびろう付けされた冷却プレートは、熱源と液体システムのインターフェイスにおいて、流路および構造形状の最も多様なカスタマイズを提供します。精密なCNC 機械加工と高品質のCAB または真空ろう付けにより、100% 漏れ試験済みの複雑なフローチャネルを最適化します。 イートンの傘下Boyd Thermal は、幅広い技術ポートフォリオにより、液体システムへの熱伝達をさらに強化するフィンインサートで性能をさらに向上させることができます。

丸管式液体冷却プレート

イートンの丸管式液体冷却プレートは、低から中程度の熱負荷に対するコスト効率の高いコンポーネント冷却です。チューブ冷却プレートは、銅またはステンレス鋼のチューブを、当社独自のHi-Contact™ またはPress-Lock 技術を用いて、溝付きアルミニウムプレートに圧入して構成されています。チューブ冷却プレートは、連続チューブタイプまたはマニホールドタイプのいずれかをご利用いただけます。タービュレーターの追加により、チューブ冷却プレートの性能を5~15% 向上させます。

Eaton contact liquid cold plates
Eaton flat tube liquid cold plates

平管マニホールド用液体冷却プレート

平管液冷プレートは、限られた垂直スペースで熱電クーラーなどの小型で高熱密度のコンポーネントを冷却するのに最適です。薄肉アルミニウム製マルチポート押出(MPE)チューブを使用した平管液冷プレートは、冷却プレートと熱源間の熱抵抗を最小限に抑え、表面の熱均一性を実現します。平型チューブLCP は、内部表面積が大きく圧力損失が低いため、エチレングリコールと水(EGW)、オイル、3M Fluorinert、ポリアルファオレフィン(PAO)などの粘度の高い流体を使用します。

液体冷却プレートのカスタマイズ

イートンの液体冷却プレートはすべて、特定の用途要件に合わせて設計することが可能です。以下のオプションは、カスタム冷却プレート設計の主な変数をカバーしています。

材質

  • アルミニウム
  • 銅
  • ステンレス鋼

接液経路は、液体ループ内の他のコンポーネントと互換性がある必要があります。銅とアルミニウムを混合すると、ガルバニック腐食が発生し、システムの性能と寿命が低下します。

流路オプション

  • メソチャンネル
  • パラレルチャンネル
  • チューブおよび/またはマニホールド

製造プロセス

  • CNC 機械加工
  • 摩擦攪拌溶接
  • プレス加工
  • CAB ろう付け
  • 真空ろう付け
特定の用途をお考えですか? イートンの傘下Boyd Thermalに連絡して、カスタムの液体冷却プレート設計についてご相談ください。
仕様
部品番号
CP20G01
CP20G03
416101U00000G
416201U00000G
416301U00000G
416401U00000G
416501U00000G
416601U00000G
CP10G01
CP10G03
CP10G05
CP10G07
CP10G14
CP10G16
CP10G18
CP10G20
CP12G01
CP12G05
CP15G01
CP15G05
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