カスタムバッテリーパック 充電と排出のための独自のペースを持っています。少し暖かさは問題ありませんが、多すぎると問題になる可能性があります。環境温度も役割を果たします – 高温の状態は損傷を与える可能性がありますが、冷たい条件は効率を低下させます。
そのため、これらのバッテリーパックを設計する上で熱管理が重要です。適切な温度を維持し、使用および充電中に過熱または過冷却を防ぐことにより、滑らかな動作を保証します。
熱管理とは何ですか？
熱管理とは、システムを動作温度範囲内に保つプロセスです。
電子機器では、過熱を防ぐために過剰な熱を消散させるのに役立ちます。ほとんどのシステムは熱を発生させるため、熱が多すぎると繊細なコンポーネントを損傷するリスクがあります。さらに、過剰な外部熱も電子機器を妨害する可能性があります。
エンジニアは、航空宇宙、自動車、バッテリー、データセンターなど、さまざまな業界で熱管理ソリューションを使用しています。パフォーマンスと耐久性を向上させるため、最適な温度を維持することは設計において重要です。
熱を管理するために、彼らはしばしば、ヒートシンクやファンなどのツールに頼って冷却するか、急速な冷却のために極低温流体を備えた流動冷却システムに依存しています。さらに、熱エンジニアは断熱材を使用して、敏感な領域への熱伝達を減らすことができます。
アクティブな熱管理と受動的な熱管理の違いは何ですか？
エンジニアは、アクティブテクノロジーとパッシブテクノロジーの両方を使用して、熱管理システムを開発します。
ファンやポンプなどのアクティブコンポーネントには外部電源が必要ですが、ヒートシンクやパイプなどの受動的要素は必要ありません。
パッシブテクノロジーは、システム内の伝導、対流、または放射などの自然プロセスを強化します。
どちらのタイプも、熱散逸を改善し、動作温度を維持することを目指しています。パッシブツールは余分なエネルギーを必要としないため、通常、アクティブな熱管理オプションよりも予算に優しいです。
アクティブ冷却方法の例
強制対流
多くのアクティブな冷却装置では、ファンまたはブロワーを使用して、熱い部品の周りの空気の流れを高めます。これは、物事を冷やすのに役立ちます。熱気をより早く押しのけることで、この方法は実際に対流を強化し、熱散逸をより効果的にします。
熱電クーラー
熱電クーラー、または固体ヒートポンプは、半導体を操作する場合にかなり一般的です。それらはスリムでコンパクトで、通常はヒートシンクと熱源の間に挟まれています。
電圧を適用すると、両側に温度差が生じます。この大きな温度ギャップは、伝導速度を高めるのに役立ちます。
受動的な冷却方法の例
ヒートシンク
ヒートシンクは、パッシブ冷却ギアで一般的です。
基本的に、熱をよく伝導する銅やアルミニウムのような金属で作られたヒートシンクは、熱源に付着します。熱エネルギーは、熱い部分からの伝導により金属を通り抜け、ヒートシンクの表面からの自然な対流を通して周囲の空気に放出されます。
熱スプレッダー
熱スプレッダーは、熱導電性ホイルまたは金属板を使用して、濃縮熱をより大きな領域に分配する人気のあるパッシブ冷却装置です。それらは通常、熱源と二次熱交換器の間の中間材料として機能します。
異なるバッテリー化学の熱管理
さまざまな種類のバッテリーは、特定の温度範囲内で最適に機能します。理想的な充電と退院の臨時雇用者の迅速な概要は次のとおりです。
- リチウムイオン：0°Cから45°Cの間の電荷。 -20°Cから60°Cへの排出
- NIMH/NICAD：0°Cから45°Cの間の充電。 -20°Cから65°Cへの排出
- 鉛酸：充電と排出の両方が-20°Cから50°Cに適しています
製造業者は、温度変化を含むさまざまな状況でバッテリーのパフォーマンスをシミュレートするために、顧客に合わせた技術データとコンピューターモデルに依存しています。これらのモデルは、設計者が熱の制限を把握して、効果的な熱管理システムを作成できるようにし、あらゆる種類の条件でバッテリーパックがうまく機能するようにします。
バッテリーに熱管理がない場合はどうなりますか
電流の抵抗のためにバッテリーが熱くなります。電流が接続や電解質などの部品を流れると、熱が生成されます。抵抗性が大きくなると熱が増え、材料を摩耗させ、バッテリーの容量を減らし、時には引き起こすこともあります 熱暴走。
逆に、低温は導電率を低下させ、電子が移動し、抵抗を増加させることを困難にします。これにより、特定の種類のバッテリーでパフォーマンスが低下し、充電の問題につながる可能性があります。
結論
熱暴走と生産性の低下は、バッテリーの主要な熱管理の問題です。多くの企業は、認証のために熱試験に合格するためにバッテリーパックを必要としています。特定のアプリケーションと業界を理解することで、安全な操作を実証する準拠したバッテリーパックを設計することができます。
