맞춤형 배터리 팩 충전 및 배출에 대한 고유 한 속도는 자연스럽게 열이 발생합니다. 약간의 따뜻함은 괜찮지 만 너무 많은 것은 문제가 될 수 있습니다. 환경 온도도 역할을합니다 – 뜨거운 상태는 피해를 입을 수 있지만 차가운 조건은 효율성을 줄입니다.
그렇기 때문에 이러한 배터리 팩을 설계하는 데 열 관리가 중요합니다. 적절한 온도를 유지하고 사용 및 충전 중 과열 또는 과냉각을 방지하여 원활한 작동을 보장합니다.
열 관리 란 무엇입니까?
열 관리는 시스템을 작동 온도 범위 내에서 유지하는 프로세스입니다.
전자 장치에서는 과열을 방지하기 위해 과도한 열을 손산하는 데 도움이됩니다. 대부분의 시스템은 열이 발생하기 때문에 열이 너무 많이 축적되면 섬세한 구성 요소를 손상시킬 위험이 있습니다. 또한 과도한 외부 열은 또한 전자 제품을 방해 할 수 있습니다.
엔지니어는 항공 우주, 자동차, 배터리 및 데이터 센터와 같은 다양한 산업에서 열 관리 솔루션을 사용합니다. 최적의 온도를 유지하는 것은 성능과 내구성을 향상시키기 때문에 설계에서 중요합니다.
열을 관리하기 위해, 그들은 종종 히트 싱크와 같은 도구 및 냉각을위한 팬 또는 급한 냉각액을 가진 액체 냉각 시스템을위한 팬에 의존합니다. 또한 열 엔지니어는 단열재를 사용하여 민감한 지역으로의 열 전달을 줄일 수 있습니다.
능동 및 수동 열 관리의 차이점은 무엇입니까?
엔지니어는 활성 기술 및 수동 기술을 사용하여 열 관리 시스템을 개발합니다.
팬 및 펌프와 같은 활성 구성 요소에는 외부 전원이 필요하지만 방열판 및 파이프와 같은 수동 요소는 그렇지 않습니다.
수동 기술은 시스템 내에서 전도, 대류 또는 방사선과 같은 자연 과정을 향상시킵니다.
두 유형 모두 열 소산을 개선하고 작동 온도를 유지하는 것을 목표로합니다. 수동 도구에는 추가 에너지가 필요하지 않기 때문에 일반적으로 활동적인 열 관리 옵션보다 예산 친화적입니다.
활성 냉각 방법의 예
강제 대류
많은 활성 냉각 장치는 팬이나 송풍기를 사용하여 뜨거운 부품 주위의 공기 흐름을 높이므로 물건을 식히는 데 도움이됩니다. 뜨거운 공기를 더 빨리 밀어 내면이 방법은 실제로 대류를 증가시키고 열 소산 방식을보다 효과적으로 만듭니다.
열전 냉각기
열전 냉각기 또는 고체 열 펌프는 반도체와 함께 작업 할 때 매우 일반적입니다. 그들은 슬림하고 소형이며 일반적으로 방열판과 열원 사이에 끼워져 있습니다.
전압을 적용하면 양면 사이의 온도 차이를 만듭니다. 이 더 큰 온도 간격은 전도 속도를 높이는 데 도움이됩니다.
수동 냉각 방법의 예
방열판
방열판은 수동 냉각 기어에서 일반적입니다.
본질적으로, 열이 잘 작동하는 구리 나 알루미늄과 같은 금속으로 만든 방열판은 열원에 부착됩니다. 열 에너지는 뜨거운 부분에서 전도함으로써 금속을 통과하며 방열판 표면의 자연 대류를 통해 주변 공기로 방출됩니다.
히트 스프레더
히트 스프레더는 열전 전도성 포일 또는 금속 플레이트를 사용하여 더 큰 영역에 농축 열을 분배하는 인기있는 수동 냉각 장치입니다. 이들은 일반적으로 열원과 2 차 열교환 기 사이의 중간 재료 역할을합니다.
다른 배터리 화학을위한 열 관리
다른 유형의 배터리는 특정 온도 범위 내에서 가장 잘 작동합니다. 다음은 이상적인 충전 및 배출 온도에 대한 빠른 요약입니다.
- 리튬-이온 : 0 ℃ 내지 45 ℃ 사이의 전하; -20 ° C ~ 60 ° C에서 배출
- NIMH/NICAD : 0 ° C와 45 ° C 사이의 전하; -20 ℃에서 65 ℃에서 배출
- 납 산 : 충전 및 배출은 모두 -20 ° C에서 50 ° C로 양호합니다.
제조업체는 기술 데이터와 컴퓨터 모델에 의존하여 고객에게 맞게 의존하여 온도 변경을 포함하여 다양한 상황에서 배터리의 작동 방식을 시뮬레이션해야합니다. 이 모델은 설계자가 열 제한을 파악하여 효과적인 열 관리 시스템을 만들 수 있도록하여 배터리 팩이 모든 종류의 조건에서 잘 작동하는지 확인할 수 있습니다.
배터리에 열 관리가 부족한 경우 어떻게됩니까?
전류의 저항으로 인해 배터리 가열됩니다. 전류는 연결 및 전해질과 같은 부품을 통해 흐르기 때문에 열이 발생합니다. 더 많은 저항력은 더 많은 열을 초래하여 재료를 마모시키고 배터리 용량을 줄이고 때로는 열 폭주.
반대로, 추운 온도는 전도도가 낮아서 전자가 움직이기가 어렵고 저항을 증가시킵니다. 이로 인해 특정 유형의 배터리에 대한 성능 저하 및 충전 문제가 발생할 수 있습니다.
결론
열 런 어웨이 및 생산성 감소는 배터리의 주요 열 관리 문제입니다. 많은 회사들이 인증을 위해 열 테스트를 통과하기 위해 배터리 팩이 필요합니다. 특정 응용 프로그램 및 산업을 이해하면 안전한 작동을 보여주는 준수 배터리 팩을 설계 할 수 있습니다.
