熱衰減
關(guān)注創(chuàng)建者：段譽 創(chuàng)建時間：2019-10-15
熱衰減的實例教程
通俗的講，一切高溫影響的機械性能下降就可以被稱為熱衰減。對于制動系統(tǒng)而言，熱衰減現(xiàn)象就是在連續(xù)、高強度的制動后，制動鼓、制動盤等部件由于溫度過高，超過了最佳制動效果區(qū)域，造成制動效果衰退的情況。反映到實際駕駛體驗便是隨著連續(xù)、高強度的制動行為，車輛制動距離逐漸增加的情況。
總之，對于不需要大型剎車力，不用顧慮剎車熱衰減，追求剎車穩(wěn)定線性的家用乘用車來講，碟剎是最好的選擇。對于大型貨車來說，鼓剎目前還是不可替代的選擇。
摘要
在許多激光應(yīng)用中，獲得良好的光束質(zhì)量是非常重要的，而獲得良好光束質(zhì)量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統(tǒng)中，在中間焦平面(即傅里葉平面)上放置一個針孔，以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統(tǒng)，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在這個例子中演示了空間濾波效應(yīng)。
建模任務(wù)
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑7.5μm的空間濾波器
直徑5.0μm的空間濾波器
直徑2.5μm的空間濾波器
出射光束輪廓和功率比較
出射光束輪廓和功率比較
走進(jìn)VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
延伸閱讀
- 低菲涅耳數(shù)系統(tǒng)中的針孔建模
- 自由空間傳播算子中傅里葉變換技術(shù)的自動選擇
展開 這主要體現(xiàn)在：1.普遍性能都不高；2.普遍沒有針對操控進(jìn)行調(diào)校；3.制動性能各有千秋，但熱衰減問題普遍存在。要知道，自主品牌電動汽車剛剛從政策引導(dǎo)轉(zhuǎn)入市場需求，我們不可否認(rèn)的是電動汽車存在著“油改電”的現(xiàn)象，推出的目的也只是應(yīng)對“剛需”市場，所以車也僅僅達(dá)到“能開”的水平，到“好開”還需要一定的時間。
當(dāng)然，通過此次測試，我們也并不是沒有發(fā)現(xiàn)任何優(yōu)點，比如：1.電動機相比于發(fā)動機在低扭的優(yōu)勢，對于我們這條小型賽道來說還是有一定優(yōu)勢的；2.相比于同品牌同車型的汽油車版本來說，沒有變速箱這個老大難問題后，電動汽車單速變速箱的動力匹配在賽道中體現(xiàn)的更加明顯。3.不同品牌間的差異很大。比如：騰勢500操控明顯更勝一籌，但車重確實很高；比亞迪兩款車型的操控水平最為均衡，挑不出太大的毛病，不過制動熱衰減現(xiàn)象最明顯；帝豪EV450在賽道中表現(xiàn)最流暢，同價位目前水平最高，只是內(nèi)部人機工程還需提高；而北汽兩款車型，優(yōu)秀的動力掩蓋了其操控的劣勢，可以說是操控體驗最不理想的車型。
“跑得慢？”其實已經(jīng)比兩年前快很多了！
記得兩年前剛剛接觸電動汽車的時候，自主品牌家用純電動汽車幾乎沒有能開進(jìn)10秒以內(nèi)的車型，那時還流行0-60km/h加速測試，因為真的在有限的距離內(nèi)開不到100km/h。那時印象最深的是，某品牌電動汽車加速將近20秒，并且由于沒有ABS，使得制動距離超過60米。不敢想象，當(dāng)時的我是怎么用生命做完的測試。
而此次，通過我們對這7款主流電動車的橫向測試可以看出，兩年后的今天，絕大多數(shù)車型已經(jīng)進(jìn)入的10秒的大關(guān)，并且有兩款車型進(jìn)入 7秒俱樂部，很顯然，這個成績對于我們?nèi)粘５拇蠖鄶?shù)路況來說已經(jīng)足夠了，足夠的意思是指：1.我們不會擔(dān)心因加速能力不夠，成為日常道路中的“攔路狗”；2.同樣，足夠的中途加速能力可以讓我們可以在想超車的時候，不用油門到底之后思考人生。
展開 在跑車更頻繁的剎車動作下，陶瓷剎車片擁有更小的熱衰減，剎車的效果不會因為過熱而有明顯的降低。碳化硅的這種特性原因是它有更寬的帶隙，它的帶隙為硅的3倍。可以耐受更高的電壓（10倍），有更好的導(dǎo)熱特性（3倍）以及有更好的高溫穩(wěn)定性。同時它的同功率尺寸要比硅更小，并且有更快的開關(guān)速度。更快的開關(guān)速度就意味著更小的開關(guān)損耗。因此碳化硅材料非常適合作為功率電子器件的基礎(chǔ)材料。
碳化硅材料在電動汽車中的應(yīng)用
↑特斯拉率先量產(chǎn)碳化硅材料電機逆變器
那么碳化硅器件在電動汽車上的應(yīng)用是不是還離我們很遠(yuǎn)呢？其實碳化硅材料已經(jīng)在特斯拉Model3和ModelY車型的電機逆變器上量產(chǎn)并大量使用。相比于ModelS和ModelX車型采用的硅材料IGBT方案，采用新一代碳化硅材料的Model3和ModelY車型電機逆變器的尺寸減小80%，減重57%，并且提升10%的能量效率。
↑特斯拉Model3電機逆變器細(xì)節(jié)
特斯拉Model3電機逆變器細(xì)節(jié)來看，它采用了24個定制的碳化硅功率驅(qū)動模塊和定制的DC-LINK電容來大幅提高電機逆變器的功率密度。而碳化硅材料幫助特斯拉在如此高的集成度下大幅提高了能量效率，減少了散熱壓力，提升了電動汽車的續(xù)航里程和加速性能。
↑蔚來汽車新一代電機逆變器比較
國內(nèi)的蔚來汽車最近也高調(diào)宣布將在即將上市的ET7高性能轎車車型上采用新一代碳化硅材料的電機逆變器。相比之前ES8和ES6車型采用的硅材料IGBT電機逆變器，新一代碳化硅材料逆變器優(yōu)化了電機電磁方案、減速器速比以及更精準(zhǔn)預(yù)測模塊壽命。與此同時，得益于碳化硅材料優(yōu)良的能量效率，新一代的電機逆變器集成度更高，電機功率達(dá)到了180kW，峰值功率提升30%，峰值扭矩提升23%。
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熱衰減的最新內(nèi)容
齒輪油在循環(huán)流動過程中，能快速吸收齒面摩擦產(chǎn)生的熱量，并通過油箱、冷卻系統(tǒng)將熱量導(dǎo)出，維持齒輪傳動系統(tǒng)在適宜的工作溫度范圍內(nèi)運行，保障設(shè)備穩(wěn)定性，防止因過熱導(dǎo)致的性能衰減或故障。 密封防護(hù)能力同樣不可或缺。
摘要
在許多激光應(yīng)用中，獲得良好的光束質(zhì)量是非常重要的，而獲得良好光束質(zhì)量的典型實驗方法是空間濾波。在空間濾波系統(tǒng)中，在中間焦平面(即傅里葉平面)上放置一個針孔，以去除不需要的空間頻率分量。為了模擬這樣的系統(tǒng)，必須考慮來自針孔的衍射和激光束的衍射特性，我們在這個例子中演示了空間濾波效應(yīng)。
建模任務(wù)
直徑7.5μm的空間濾波器
根據(jù)團(tuán)隊建立的電池?zé)釋?dǎo)率模型，電池的兩種主要衰減機制對其熱導(dǎo)率有著相反的影響：析鋰會降低負(fù)極顆粒與隔膜之間的緊縮熱阻而提高電池?zé)釋?dǎo)率，電解液消耗則會降低流體部分的有效熱導(dǎo)率而降低電池?zé)釋?dǎo)率。基于電池?zé)釋?dǎo)率模型，團(tuán)隊開發(fā)了熱傳感方案，用于電池衰減的非嵌入式監(jiān)測和定量評估。該方案由電池?zé)釋?dǎo)率模型標(biāo)定和熱導(dǎo)率實時測量兩部分組成。
Yang Zou 等[1]，Martin Ryhl 等[2,8]指出，熱泵系統(tǒng)中因蒸發(fā)器兩相冷媒分配不均可能導(dǎo)致制冷（熱）能力衰減達(dá)到30%~50%，COP 衰減可達(dá)13%~43%；另一方面，采用節(jié)流閥節(jié)流后工質(zhì)為氣液兩相流，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)盤管內(nèi)依次出現(xiàn)氣泡流、層狀流、層狀波紋流、塊狀流、環(huán)狀流、霧狀流和過渡流，各階段的換熱效率存在較明顯的差異[3,4]。
通過使用泵浦探測技術(shù)來測量局域光學(xué)共振的冷卻速率，我們能夠在不改變結(jié)構(gòu)的情況下提取納米棒中的熱衰減率。所得結(jié)果與熱反射技術(shù)的結(jié)果一致，表明這種新的非接觸式方法對所有具有光學(xué)腔體的納米結(jié)構(gòu)都具有很強的應(yīng)用潛力。
圖6：介質(zhì)層中嵌入的自熱導(dǎo)線的溫度衰減
由于設(shè)備或管線前端(FEOL)加熱（圖2和圖7）而產(chǎn)生的層和導(dǎo)線上的基礎(chǔ)溫度是基于CTM的熱分析（圖3）計算的。
圖7：來自CTMd FEOL設(shè)備功率（右）和作為導(dǎo)線基礎(chǔ)溫度的芯片層上的熱分布
總之，隨著包括FinFET在內(nèi)的先進(jìn)工藝技術(shù)，隨著SOC密度的增加，芯片內(nèi)部的由熱引起的電遷移也隨之增加，這是一個主要的可靠性問題。
在跑車更頻繁的剎車動作下，陶瓷剎車片擁有更小的熱衰減，剎車的效果不會因為過熱而有明顯的降低。碳化硅的這種特性原因是它有更寬的帶隙，它的帶隙為硅的3倍。可以耐受更高的電壓（10倍），有更好的導(dǎo)熱特性（3倍）以及有更好的高溫穩(wěn)定性。同時它的同功率尺寸要比硅更小，并且有更快的開關(guān)速度。更快的開關(guān)速度就意味著更小的開關(guān)損耗。因此碳化硅材料非常適合作為功率電子器件的基礎(chǔ)材料。
通俗的講，一切高溫影響的機械性能下降就可以被稱為熱衰減。對于制動系統(tǒng)而言，熱衰減現(xiàn)象就是在連續(xù)、高強度的制動后，制動鼓、制動盤等部件由于溫度過高，超過了最佳制動效果區(qū)域，造成制動效果衰退的情況。反映到實際駕駛體驗便是隨著連續(xù)、高強度的制動行為，車輛制動距離逐漸增加的情況。
溫度均衡則是用來減小電池組內(nèi)部的溫度差異，防止某一部分電池過熱造成的快速衰減。通過導(dǎo)熱介質(zhì)、測控單元以及溫控設(shè)備構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使動力電池工作在合適的溫度范圍之內(nèi)，以維持其最佳的使用狀態(tài)，用以保證電池系統(tǒng)的性能和壽命。
例如當(dāng)手機的電熱仿真中包含了溫度相關(guān)的材料屬性，結(jié)果中會預(yù)測到嚴(yán)重的衰減。熱效應(yīng)可能會讓設(shè)備失諧。過熱具有風(fēng)險性，因為過熱會給手機的各個組件以及射頻/天線性能造成負(fù)面影響。此外，PCB組件的溫升也會影響射頻/天線的性能。手機長時間使用不僅會耗盡電池電量，手機本身也會變熱，導(dǎo)致連接中斷。對這些系統(tǒng)開展詳細(xì)的多物理場分析，可以發(fā)現(xiàn)潛在問題，并協(xié)助工程師開發(fā)可靠的高性能設(shè)備。
