Paket Baterai Kustom Memiliki langkah mereka sendiri untuk pengisian dan pemakaian, yang secara alami menghasilkan panas. Sedikit kehangatan baik -baik saja, tetapi terlalu banyak bisa menjadi masalah. Suhu lingkungan juga berperan – Kondisi panas bisa merusak, sementara yang dingin mengurangi efisiensi.
Itulah sebabnya manajemen termal penting dalam merancang paket baterai ini; Ini memastikan pengoperasian yang lancar dengan menjaga suhu yang tepat dan mencegah panas berlebih atau pendingin berlebih selama penggunaan dan pengisian daya.
Apa itu manajemen termal?
Manajemen termal adalah proses yang menjaga sistem dalam kisaran suhu pengoperasiannya.
Di perangkat elektronik, ini membantu menghilangkan panas berlebih untuk mencegah panas berlebih. Karena sebagian besar sistem menghasilkan panas, ada risiko merusak komponen halus jika panas menumpuk terlalu banyak. Selain itu, panas eksternal yang berlebihan juga dapat mengganggu elektronik.
Insinyur menggunakan solusi manajemen termal di berbagai industri, seperti kedirgantaraan, otomotif, baterai, dan pusat data. Mempertahankan suhu yang optimal sangat penting dalam desain karena meningkatkan kinerja dan daya tahan.
Untuk mengelola panas, mereka sering mengandalkan alat seperti heat sink dan kipas untuk pendinginan atau sistem cairan dengan cairan kriogenik untuk pendinginan cepat. Selain itu, insinyur termal dapat menggunakan bahan isolasi untuk mengurangi perpindahan panas ke area sensitif.
Apa perbedaan antara manajemen termal aktif dan pasif?
Insinyur mengembangkan sistem manajemen termal menggunakan teknologi aktif dan pasif.
Komponen aktif, seperti kipas dan pompa, membutuhkan sumber daya eksternal, sementara elemen pasif, seperti heat sink dan pipa, tidak.
Teknologi pasif meningkatkan proses alami seperti konduksi, konveksi, atau radiasi dalam sistem.
Kedua jenis bertujuan untuk meningkatkan disipasi panas dan menjaga suhu operasi. Karena alat pasif tidak membutuhkan energi ekstra, mereka biasanya lebih ramah anggaran daripada opsi manajemen termal aktif.
Contoh metode pendinginan aktif
Konveksi paksa
Banyak perangkat pendingin aktif menggunakan kipas atau blower untuk meningkatkan aliran udara di sekitar bagian panas, yang membantu mendinginkan segalanya. Dengan mendorong udara panas jauh lebih cepat, metode ini benar -benar meningkatkan konveksi dan membuat disipasi panas jauh lebih efektif.
Pendingin termoelektrik
Pendingin termoelektrik, atau pompa panas solid-state, cukup umum saat bekerja dengan semikonduktor. Mereka ramping dan ringkas, biasanya diapit di antara heat sink dan sumber panas.
Saat Anda menerapkan tegangan pada mereka, mereka menciptakan perbedaan suhu antara kedua sisi. Kesenjangan suhu yang lebih besar ini membantu meningkatkan laju konduksi.
Contoh metode pendinginan pasif
Heat sink
Heat sink sering terjadi pada perlengkapan pendingin pasif.
Pada dasarnya, heat sink, terbuat dari logam seperti tembaga atau aluminium yang melakukan panas dengan baik, menempel pada sumber panas. Energi termal bergerak melalui logam dengan konduksi dari bagian panas dan dilepaskan ke udara di sekitarnya melalui konveksi alami dari permukaan heat sink.
Penyebar panas
Penyebaran panas adalah perangkat pendingin pasif yang populer yang menggunakan foil konduktif termal atau pelat logam untuk mendistribusikan panas terkonsentrasi pada area yang lebih luas. Mereka biasanya bertindak sebagai bahan perantara antara sumber panas dan penukar panas sekunder.
Manajemen termal untuk kimia baterai yang berbeda
Berbagai jenis baterai bekerja paling baik dalam rentang suhu tertentu. Berikut ini adalah ikhtisar singkat tentang muatan ideal dan pelepasan suhu:
- Lithium-ion: mengisi antara 0 ° C dan 45 ° C; Pelepasan dari -20 ° C hingga 60 ° C
- NIMH/NICAD: Isi antara 0 ° C dan 45 ° C; Pelepasan dari -20 ° C hingga 65 ° C
- Asam timbal: baik pengisian dan pelepasan baik dari -20 ° C hingga 50 ° C
Produsen mengandalkan data teknis dan model komputer yang disesuaikan dengan pelanggan perlu mensimulasikan bagaimana baterai berkinerja dalam berbagai situasi, termasuk perubahan suhu. Model -model ini membantu para desainer mencari tahu batas termal sehingga mereka dapat menciptakan sistem manajemen termal yang efektif, memastikan paket baterai bekerja dengan baik dalam segala kondisi.
Apa yang terjadi jika baterai tidak memiliki manajemen termal
Baterai memanas karena resistensi pada arus listrik. Saat arus mengalir melalui bagian -bagian seperti koneksi dan elektrolit, ia menghasilkan panas. Lebih banyak ketahanan menghasilkan lebih banyak panas, yang dapat mengurangi bahan dan mengurangi kapasitas baterai, bahkan menyebabkan pelarian termal.
Sebaliknya, suhu dingin menurunkan konduktivitas, menyulitkan elektron untuk bergerak dan meningkatkan resistensi. Ini dapat menyebabkan kinerja yang buruk dan masalah pengisian dengan jenis baterai tertentu.
Kesimpulan
Thermal Runaway dan pengurangan produktivitas adalah masalah manajemen termal utama untuk baterai. Banyak perusahaan membutuhkan paket baterai untuk lulus pengujian termal untuk sertifikasi. Memahami aplikasi dan industri spesifik Anda membantu merancang paket baterai yang sesuai yang menunjukkan operasi yang aman.
