Pachete de baterii personalizate au propriul ritm pentru încărcare și descărcare, ceea ce generează în mod natural o anumită căldură. Un pic de căldură este în regulă, dar prea mult poate fi o problemă. Temperaturile de mediu joacă, de asemenea, un rol – Condițiile calde pot fi dăunătoare, în timp ce cele reci reduc eficiența.
Acesta este motivul pentru care gestionarea termică este importantă în proiectarea acestor pachete de baterii; Acesta asigură o funcționare lină prin menținerea temperaturii potrivite și prevenirea supraîncălzirii sau suprasolicitării în timpul utilizării și încărcării.
Ce este managementul termic?
Gestionarea termică este procesul care menține un sistem în intervalul său de temperatură de funcționare.
În dispozitivele electronice, ajută la disiparea excesului de căldură pentru a preveni supraîncălzirea. Deoarece majoritatea sistemelor generează căldură, există riscul de a deteriora componente delicate dacă căldura se acumulează prea mult. Mai mult decât atât, căldura excesivă excesivă poate interfera și cu electronica.
Inginerii folosesc soluții de management termic în diferite industrii, cum ar fi aerospațial, automobile, baterii și centre de date. Menținerea temperaturilor optime este crucială în proiectare, deoarece îmbunătățește performanța și durabilitatea.
Pentru a gestiona căldura, ele se bazează adesea pe unelte precum chiuvetele de căldură și ventilatoarele pentru răcire sau sisteme răcite cu lichid cu lichide criogene pentru răcire rapidă. În plus, inginerii termici pot utiliza materiale izolatoare pentru a reduce transferul de căldură în zone sensibile.
Care este diferența dintre managementul termic activ și pasiv?
Inginerii dezvoltă sisteme de management termic folosind atât tehnologii active, cât și pasive.
Componentele active, precum ventilatoarele și pompele, necesită o sursă de alimentare externă, în timp ce elemente pasive, cum ar fi chiuvetele de căldură și conductele, nu.
Tehnologia pasivă îmbunătățește procesele naturale precum conducerea, convecția sau radiațiile din sistem.
Ambele tipuri urmăresc să îmbunătățească disiparea căldurii și să mențină temperaturile de funcționare. Deoarece instrumentele pasive nu au nevoie de energie suplimentară, acestea sunt de obicei mai favorabile bugetului decât opțiunile active de gestionare termică.
Exemple de metode de răcire activă
Convecție forțată
O mulțime de dispozitive de răcire active folosesc ventilatoare sau suflante pentru a stimula fluxul de aer în jurul pieselor fierbinți, ceea ce ajută la răcirea lucrurilor. Prin împingerea mai repede aerul cald, această metodă crește într -adevăr convecția și face ca disiparea căldurii să fie mai eficientă.
Răcitoare termoelectrice
Răcitoarele termoelectrice sau pompele de căldură în stare solidă sunt destul de frecvente atunci când lucrați cu semiconductori. Sunt subțiri și compacte, de obicei sandwich între o radiator și o sursă de căldură.
Când le aplicați tensiune, acestea creează o diferență de temperatură între cele două părți. Acest decalaj de temperatură mai mare ajută la creșterea vitezei de conducere.
Exemple de metode de răcire pasivă
Chiuvete de căldură
Chiuvetele de căldură sunt frecvente în echipamentul de răcire pasiv.
În esență, o chiuvetă de căldură, confecționată dintr -un metal precum cupru sau aluminiu care conduce bine căldura, se atașează de sursa de căldură. Energia termică se deplasează prin metal prin conducere din partea fierbinte și este eliberată în aerul din jur prin convecție naturală de pe suprafața chiuvetei de căldură.
Distribuitoare de căldură
Răspânditorile de căldură sunt dispozitive populare de răcire pasivă care folosesc folii conductoare termic sau plăci metalice pentru a distribui căldura concentrată pe o suprafață mai mare. De obicei, acționează ca un material intermediar între sursa de căldură și schimbătoarele de căldură secundare.
Gestionarea termică pentru diferite chimii bateriei
Diferite tipuri de baterii funcționează cel mai bine în anumite intervale de temperatură. Iată o scădere rapidă a timpului de încărcare și descărcare ideală:
- Litiu-ion: încărcare între 0 ° C și 45 ° C; Descărcare de la -20 ° C la 60 ° C
- NIMH/NICAD: încărcare între 0 ° C și 45 ° C; Descărcare de la -20 ° C la 65 ° C
- Acid de plumb: Atât încărcarea, cât și descărcarea sunt bune de la -20 ° C la 50 ° C
Producătorii se bazează pe date tehnice și modele de calculator adaptate clienților trebuie să simuleze modul în care bateriile funcționează în diferite situații, inclusiv schimbările de temperatură. Aceste modele îi ajută pe proiectanți să -și dea seama de limitele termice, astfel încât să poată crea sisteme eficiente de gestionare termică, asigurându -se că pachetele de baterii funcționează bine în toate condițiile.
Ce se întâmplă dacă bateriile nu au management termic
Bateriile se încălzesc din cauza rezistenței la curentul electric. Pe măsură ce curentul curge prin piese precum conexiuni și electroliți, acesta generează căldură. Mai multă rezistență are ca rezultat mai multă căldură, care poate purta materiale și reduce capacitatea bateriei, uneori chiar provocând fuga termică.
În schimb, temperaturile reci mai scăzute conductivitatea, ceea ce face dificilă mișcarea electronilor și creșterea rezistenței. Acest lucru poate duce la performanțe slabe și de încărcare a problemelor cu anumite tipuri de baterii.
Concluzie
Runaul termic și productivitatea redusă sunt probleme cheie de gestionare termică pentru baterii. Multe companii necesită pachete de baterii pentru a trece testarea termică pentru certificare. Înțelegerea aplicației și industriei dvs. specifice ajută la proiectarea unui pachet de baterii conforme care demonstrează o funcționare sigură.
