格朗吉斯：Trillium技术及其在新能源换热的应用

2024年6月25日，在2024第二届新能源汽车热管理论坛上，格朗吉斯铝业（上海）有限公司高级研发工程师马伟增表示，随着汽车行业对低碳环保要求的提高，高效、环保的换热技术成为关键。Trillium技术通过将钎剂直接融入钎料层，有效避免了传统钎焊过程中钎剂涂覆和烘干的繁琐步骤，大幅提高了生产效率，同时降低了能耗和对环境的影响。

马伟增还分享了Trillium技术在降低钎剂残余方面的优势，为新能源汽车的高效热管理提供了新的解决方案。这一创新技术的提出，展现了格朗吉斯铝业在新能源换热领域的深厚实力和不断探索创新的精神。随着新能源汽车市场的快速发展，Trillium技术有望在未来得到更广泛的应用。

马伟增 |  格朗吉斯铝业（上海）有限公司，高级研发工程师

以下为演讲内容整理：

格朗吉斯简介

格朗吉斯是铝材轧制和回收领域的全球知名企业。我们致力于与客户及供应商合作，创造循环和可持续的铝材解决方案，以推动实现更美好的未来。

图源：演讲嘉宾素材

公司产品广泛应用于汽车行业，主要市场集中在中国和欧洲；HVAC产品主要集中在美国；包装业务则通过公司在波兰收购的工厂进行。除汽车行业外，公司还为高铁、海上风电等领域提供换热相关的工程应用。在全球布局上，公司于中国、欧洲和美国均设有生产基地，其中中国和欧洲专注于铝换热器材料的生产，而美国则主要服务于HVAC领域。

TRILLIUM^®技术

钎焊主要包括材料供应商提供的钎焊材料、钎剂以及钎焊炉。目前市场上主流的钎剂为NOCOLOK^®，其作用是去除氧化膜并促进钎料形成接头。然而，钎剂作为粉末，使用时需特定设备和空间，且存在健康风险。

为解决这些问题，公司开发了新技术，通过粉末冶金将钎剂融入钎料中，经热机械过程转化为含钎剂和钎料的钎料层，无需额外涂附钎剂。此技术命名为Trillium，灵感来源于与钎焊接头相似的延龄草。

图源：演讲嘉宾素材

我们利用电镜照片展示了钎剂在几十微米尺度下的均匀分布，这是外涂方式难以达到的。通过将钎剂内置于材料中，钎焊时氧化膜的去除过程由内向外，提高了效率。传统外涂钎剂方式中，大部分钎剂在过程中挥发，不仅无效还需定期清理炉子。而这一技术仅在材料熔化时才释放钎剂，减少了挥发，提高了利用率。

该技术无需涂钎和烘干过程，适用于不希望其他位置受污染的换热器生产。它使钎焊过程成为干法制造，降低了炉内水分含量，提高了钎焊质量。在美国进行的测试显示，使用我们的材料可使氧含量和露点降低一个数量级。

然而，由于采用粉末冶金工艺，材料成本较高，最初仅适用于赛车等高成本应用。近年来我们找到了钢铝钎焊的应用场景，如PTC加热。与传统涂钎方法相比，我们的材料使用更少的钎剂量即可实现钎焊，降低了钎剂残余，避免了因残余过多导致的问题。

TRILLIUM Lean^®技术

为满足主机厂和零部件供应商对低钎剂残余的需求，公司开发了TRILLIUM Lean^®技术，将钎剂精确放置在需要的位置，靠近表层，从而灵活调整钎剂含量。此技术已应用于气冷和水冷产品，特别适用于集成度高的间接冷却系统，避免了大量钎剂残余对系统长期运行的影响。

图源：演讲嘉宾素材

关于材料的钎剂残余水平，公司进行了多项测试。首先，原材料测试中，我们比较了标准外涂钎剂、TRILLIUM Solid^®料（全TRILLIUM^®钎料层）和TRILLIUM Lean^®料。测试方法包括纯水浸泡80度24小时和甲酸处理。结果显示，TRILLIUM Solid^®在纯水测试中表现出较低的钎剂残余，而TRILLIUM Lean^®在两种测试中均大幅降低了钎剂残余。

进一步，我们对比了客户处实际钎焊的换热器。传统工艺下，表面钎剂残余明显，而使用TRILLIUM^®技术的产品内部几乎无残余，极大提升了内腔洁净度。

电镜测试结果显示，TRILLIUM^®技术实现了数量级的钎剂含量降低。我们通过不同水冷板的实际测试，验证了中等程度使用TRILLIUM^®技术可降低三分之一的钎剂残余，而使用TRILLIUM^® Lean可降低更多。

然而，值得注意的是，钎剂的使用并非越少越好，它与工艺能力和产品质量密切相关。因此，TRILLIUM^®技术为行业提供了一种在保持生产效率的同时，提供更洁净解决方案的选择。尽管对于极高要求的应用，如燃料电池，TRILLIUM^®可能难以完全满足，但对于大多数应用场景，它已展现出显著优势。

在真空钎焊中，由于钎焊周期较长，一些客户发现某些换热器难以通过常规方法制作，尽管替代技术可能更简便，但无法满足洁净度要求。基于此情况，公司为客户提供了一种新的换热器制作选择。

总结来说，虽然这项技术可能初始成本稍高，但考虑到减少的钎剂挥发和清炉时间，整体制造成本并不高。TRILLIUM Solid^®技术适应于各种炉内环境，提供卓越的钎焊性能，特别适用于难以钎焊的换热器。而TRILLIUM Lean^®则专注于实现更低的钎剂残余，与当前热管理系统的集成化趋势相契合，满足对钎剂残余的高要求。

（以上内容来自格朗吉斯铝业（上海）有限公司高级研发工程师马伟增于2024年6月25日在2024第二届新能源汽车热管理论坛发表的《Trillium 技术及其在新能源换热的应用》主题演讲。）