คู่มือการจัดการความร้อนในชุดแบตเตอรี่ที่กำหนดเอง

ชุดแบตเตอรี่ที่กำหนดเอง มีจังหวะของตัวเองสำหรับการชาร์จและการปลดปล่อยซึ่งสร้างความร้อนตามธรรมชาติ ความอบอุ่นเล็กน้อย แต่มากเกินไปอาจเป็นปัญหาได้ อุณหภูมิสิ่งแวดล้อมมีบทบาทเช่นกัน – สภาพร้อนอาจสร้างความเสียหายในขณะที่ความเย็นลดประสิทธิภาพ

นั่นเป็นสาเหตุที่การจัดการความร้อนมีความสำคัญในการออกแบบชุดแบตเตอรี่เหล่านี้ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานอย่างราบรื่นโดยการรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมและป้องกันความร้อนสูงเกินไปหรือการทำให้มากเกินไปในระหว่างการใช้งานและการชาร์จ

การจัดการความร้อนคืออะไร?

การจัดการความร้อนเป็นกระบวนการที่ทำให้ระบบอยู่ในช่วงอุณหภูมิในการทำงาน

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ช่วยกระจายความร้อนส่วนเกินเพื่อป้องกันความร้อนสูงเกินไป เนื่องจากระบบส่วนใหญ่สร้างความร้อนจึงมีความเสี่ยงที่จะทำลายส่วนประกอบที่ละเอียดอ่อนหากความร้อนสะสมมากเกินไป ยิ่งไปกว่านั้นความร้อนภายนอกที่มากเกินไปยังสามารถรบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วิศวกรใช้โซลูชั่นการจัดการความร้อนในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่นการบินและอวกาศยานยนต์แบตเตอรี่และศูนย์ข้อมูล การรักษาอุณหภูมิที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบเนื่องจากช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทาน

ในการจัดการความร้อนพวกเขามักจะพึ่งพาเครื่องมือเช่นอ่างล้างมือและพัดลมสำหรับการระบายความร้อนหรือระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยของเหลวแช่แข็งสำหรับการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้วิศวกรความร้อนอาจใช้วัสดุฉนวนเพื่อลดการถ่ายเทความร้อนไปยังพื้นที่ที่มีความละเอียดอ่อน

ความแตกต่างระหว่างการจัดการความร้อนที่ใช้งานและแบบพาสซีฟคืออะไร?

วิศวกรพัฒนาระบบการจัดการความร้อนโดยใช้เทคโนโลยีที่ใช้งานอยู่และแบบพาสซีฟ

ส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่เช่นพัดลมและปั๊มต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอกในขณะที่องค์ประกอบแบบพาสซีฟเช่นอ่างล้างจานและท่อไม่

เทคโนโลยีแบบพาสซีฟช่วยเพิ่มกระบวนการทางธรรมชาติเช่นการนำการพาความร้อนหรือการแผ่รังสีภายในระบบ

ทั้งสองประเภทมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงการกระจายความร้อนและรักษาอุณหภูมิการทำงาน เนื่องจากเครื่องมือแฝงไม่ต้องการพลังงานพิเศษพวกเขามักจะเป็นมิตรกับงบประมาณมากกว่าตัวเลือกการจัดการความร้อนที่ใช้งานอยู่

ตัวอย่างของวิธีการระบายความร้อนที่ใช้งานอยู่

การพาความร้อนที่ถูกบังคับ

อุปกรณ์ทำความเย็นที่ใช้งานอยู่จำนวนมากใช้พัดลมหรือเครื่องเป่าลมเพื่อเพิ่มการไหลเวียนของอากาศรอบ ๆ ชิ้นส่วนที่ร้อนซึ่งช่วยให้สิ่งที่เย็นลง ด้วยการผลักอากาศร้อนออกไปเร็วขึ้นวิธีนี้จะเพิ่มการพาความร้อนและทำให้การกระจายความร้อนมีประสิทธิภาพมากขึ้น

เทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์

เทอร์โมอิเล็กทริกคูลเลอร์หรือปั๊มความร้อนแบบโซลิดสเตตเป็นเรื่องธรรมดาเมื่อทำงานกับเซมิคอนดักเตอร์ พวกเขาบางและกะทัดรัดมักจะคั่นกลางระหว่างอ่างล้างจานความร้อนและแหล่งความร้อน

เมื่อคุณใช้แรงดันไฟฟ้ากับพวกเขาพวกเขาจะสร้างความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างทั้งสองด้าน ช่องว่างอุณหภูมิที่ใหญ่กว่านี้ช่วยเพิ่มอัตราการนำไฟฟ้า

ตัวอย่างของวิธีการระบายความร้อนแบบพาสซีฟ

อ่างล้างจานร้อน

Sinks Heat เป็นเรื่องธรรมดาในอุปกรณ์ระบายความร้อนแบบพาสซีฟ

โดยพื้นฐานแล้วอ่างล้างจานที่ทำจากโลหะเช่นทองแดงหรืออลูมิเนียมที่ทำงานได้ดีติดอยู่กับแหล่งความร้อน พลังงานความร้อนเคลื่อนผ่านโลหะโดยการนำออกจากส่วนที่ร้อนและถูกปล่อยออกสู่อากาศโดยรอบผ่านการพาความร้อนตามธรรมชาติจากพื้นผิวของอ่างล้างจาน

ตัวกระจายความร้อน

เครื่องกระจายความร้อนเป็นอุปกรณ์ระบายความร้อนแบบพาสซีฟที่ได้รับความนิยมซึ่งใช้ฟอยล์นำไฟฟ้าหรือแผ่นโลหะเพื่อกระจายความร้อนเข้มข้นไปทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่ พวกเขามักจะทำหน้าที่เป็นวัสดุระดับกลางระหว่างแหล่งความร้อนและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนรอง

การจัดการความร้อนสำหรับเคมีแบตเตอรี่ที่แตกต่างกัน

แบตเตอรี่ประเภทต่าง ๆ ทำงานได้ดีที่สุดในช่วงอุณหภูมิที่แน่นอน นี่คือบทสรุปที่รวดเร็วเกี่ยวกับการชาร์จในอุดมคติและการปลดปล่อยอุณหภูมิ:

• ลิเธียมไอออน: ประจุระหว่าง 0 ° C และ 45 ° C; ปล่อยจาก -20 ° C ถึง 60 ° C
• NIMH/NICAD: ประจุระหว่าง 0 ° C และ 45 ° C; ปล่อยจาก -20 ° C ถึง 65 ° C
• กรดตะกั่ว: ทั้งการชาร์จและการปลดปล่อยนั้นดีตั้งแต่ -20 ° C ถึง 50 ° C

ผู้ผลิตพึ่งพาข้อมูลทางเทคนิคและรุ่นคอมพิวเตอร์ที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการของลูกค้าเพื่อจำลองว่าแบตเตอรี่ทำงานอย่างไรในสถานการณ์ต่าง ๆ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ รุ่นเหล่านี้ช่วยให้นักออกแบบหาขีด จำกัด ทางความร้อนเพื่อให้พวกเขาสามารถสร้างระบบการจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพทำให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทำงานได้ดีในทุกเงื่อนไข

จะเกิดอะไรขึ้นถ้าแบตเตอรี่ขาดการจัดการความร้อน

แบตเตอรี่ร้อนขึ้นเนื่องจากความต้านทานในกระแสไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านชิ้นส่วนเช่นการเชื่อมต่อและอิเล็กโทรไลต์มันจะสร้างความร้อน ความต้านทานมากขึ้นส่งผลให้ความร้อนมากขึ้นซึ่งสามารถทำให้วัสดุเสื่อมสภาพและลดความจุของแบตเตอรี่บางครั้งก็ทำให้เกิด หนีความร้อน-

ในทางกลับกันอุณหภูมิที่เย็นจะลดค่าการนำไฟฟ้าทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ยากและเพิ่มความต้านทาน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ไม่ดีและปัญหาการชาร์จด้วยแบตเตอรี่บางประเภท

บทสรุป

ความร้อนที่ลดลงและลดประสิทธิภาพการผลิตเป็นปัญหาการจัดการความร้อนที่สำคัญสำหรับแบตเตอรี่ หลาย บริษัท ต้องการชุดแบตเตอรี่เพื่อผ่านการทดสอบความร้อนเพื่อการรับรอง การทำความเข้าใจกับแอปพลิเคชันและอุตสาหกรรมเฉพาะของคุณช่วยออกแบบชุดแบตเตอรี่ที่สอดคล้องซึ่งแสดงให้เห็นถึงการทำงานที่ปลอดภัย