熱量管理的案例
不要讓熱量管理問題限制飛機系統性能和安全性(免費視頻）
視頻內容
熱量管理是設計傳統飛機時的主要挑戰。由于大量電氣設備的存在導致熱載荷大幅增加，因此電氣化使得這一挑戰更加艱巨。但是，使用復合材料結構會限制飛機向外排熱的能力。因此，飛機制造商可能需要改進機隊構架并安裝惰化系統以防止燃油系統發生任何可燃問題。
燃油系統在熱量管理策略中有著至關重要的作用，而熱量管理策略能夠幫助消散飛機電氣化程度提升之后產生的許多熱量。在本場網絡研討會中，Safran Aerosystems 將與西門子公司一起探討 Simcenter 如何幫助提高飛機安全性并實現更好的冷卻效果。
航天航空資料合集（面向設計與仿真）
燃油系統在熱量管理策略中有著至關重要的作用，而熱量管理策略能夠幫助消散飛機電氣化程度提升之后產生的許多熱量。在本場網絡研討會中，Safran Aerosystems 將與西門子公司一起探討 Simcenter 如何幫助提高飛機安全性并實現更好的冷卻效果。
學習內容：
l Safran Aerosystems 如何使用 Simcenter 評估飛機油箱的可燃性
如何：
l 在全局系統和詳細設備級別進行燃油仿真
l 以油箱可燃性評估方法 (FTFAM) 執行油箱熱分析
l 通過虛擬系統集成優化熱量管理策略
l 將燃油對機翼的熱結構影響降至最低
l 依據局部到全局飛機熱建模執行多尺度熱仿真
資料領取
展開 長時間滑行低溫推進劑管理關鍵技術分析
3.4 小 結
對于長時間滑行的大型低溫末級，如果單一使用沉底式推進劑管理方案，推進劑的消耗量將隨著滑行時間的增長而增加，最終成為限制滑行時間的制約因素；如果單一使用表面張力式管理方案，表面張力裝置尺寸大、質量大，降低了運載能力，且存在少量漂浮推進劑排出貯箱的風險。
因此，今后沉底式管理方法和表面張力式管理方法將會越來越廣泛地結合使用。比較理想的方案是利用PMD裝置蓄留部分推進劑，允許其余推進劑自由漂浮，貯箱排氣前通過沉底發動機完成漂浮推進劑的重定位；發動機再起動前通過沉底發動機將蓄留裝置內的氣泡排出，保證主發動機的再起動，由主發動機推力完成漂浮推進劑的重定位；通過綜合設計沉底發動機的工作時長以及PMD裝置質量，提高運載能力。
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低溫推進劑熱量管理
低溫推進劑的熱量管理是實現長時間滑行的基礎和前提。為了減少蒸發損失并提高推進劑品質，一方面要控制進入貯箱的熱量、抑制熱分層，另一方面要移除貯箱中的熱量，降低推進劑溫度。如圖12所示，推進劑熱量管理技術主要包括蒸發量控制技術、過冷加注技術以及排氣降溫技術等。
國內外學者及科研機構針對蒸發量控制技術、過冷加注、排氣降溫等技術等開展了一系列理論研究、地面試驗及仿真分析，部分技術進行了飛行試驗并得到成功應用，得到了許多重要研究成果，為未來低溫末級的長期在軌奠定了基礎。
4.1 蒸發量控制技術
蒸發量控制技術是指利用各種熱管理措施，減少環境向貯箱的漏熱，有效吸收、轉移和利用推進劑蒸氣的熱量，以達到減少蒸發量和控制箱壓的目的，實現低溫推進劑的長期在軌貯存和利用。此技術分為被動式、半主動式和主動式。
展開 長時間滑行低溫推進劑管理關鍵技術分析
由于低溫推進劑沸點低、易蒸發、難以長期貯存，低溫推進劑位置管理、熱量管理以及供電問題成為長時間滑行必須解決的關鍵問題。梳理了長時間滑行的任務需求和面臨的挑戰，分析了長時間滑行低溫推進劑位置管理、熱量管理以及集成流體管理系統等關鍵技術，分別提出將我國低溫末級滑行時間拓展至6h及更長時間的發展建議。
eVTOL電動垂直起降飛行器（免費領資料）
3、eVTOL電動垂直起降功率密度與熱量管理
本期主題為電力推進。
更具體而言，是城市空中交通（UAM）的電力推進。不知道您是否留意到，當前有一個新興行業正在崛起，將大大改善我們的生活。
電力推進系統，尤其是對于城市空中交通飛行器而言，必須將功率密度、熱量管理、電磁干擾以及各種其他因素納入考慮。
敬請收聽我們“創新”系列播客的第三期節目，與我們一起探討eVTOL飛行器的熱量密度和熱量管理問題。西門子航空航天及國防工業專家Dale Tutt 與Simcenter航空航天解決方案專家Thierry Olbrechts將做客本期節目，精彩不容錯過。
電力推進為響應綠色能源替代需求和應對氣候突變提供了強有力的答案。電力推進正被應用于運輸貨物和醫療物資的短途飛機、運送乘客的城市空中交通飛行器、甚至超音速航空旅行之中……令人心馳神往！
4、利用復合材料和增材制造技術進行eVTOL電動垂直起降結構設計
您是否留意到城市空中交通市場騰起的速度之迅疾？
億航智能發布了單座版自動駕駛多旋翼飛行器。Joby推出了有人駕駛的五座可傾轉螺旋槳eVTOL飛行器。Volocopter目前正在研發的項目之一，是一架帶18個旋翼的貨運無人機。Lilium正在研發一款高性能的矢量推力eVTOL飛行器。諸如此類，不一而足。
無論其外形、推進系統或預期用途如何，對于任何城市空中交通飛行器而言，結構設計的完整性始終是首要考量之一。重量、有效載荷和續航耐久性要求等方面都面臨著挑戰。本期節目，我們將從復合材料和增材制造角度，探索eVTOL飛行器的結構設計。
5、eVTOL電動垂直起降電氣系統設計與合規認證
對于eVTOL飛行器，我們需要知道的是它沒有為液壓或氣動系統提供動能的發動機。一切都有賴于電氣系統。
展開 神奇！蠶絲“人工肌肉” 感知濕度，自動伸縮
“如果紡織品能夠對濕度響應，通過調節宏觀形狀或孔隙率實現水分和熱量管理，將會為人們提供更多的舒適體驗。這一設想，引起了我們極大的興趣。”劉遵峰說。
劉遵峰團隊利用天然純蠶絲制備了一種新型的“人工肌肉”纖維，不使用化學修飾和添加劑，通過脫膠、加捻、合股、熱定型等常規工業流程制作獲得。蠶絲“人工肌肉”在水霧和濕度驅動下實現了扭轉、拉伸和收縮致動。為了不需要外界固定就能實現可逆驅動，劉遵峰團隊開發了一種扭矩平衡的纖維結構，通過將扭曲的纖維對折、合股，使得蠶絲纖維實現了自平衡。
研究人員用蠶絲伸縮肌肉編織了一件玩偶大小的智能上衣，實現了環境濕度增加時(例如，由于汗水或潮濕環境)，智能上衣的衣袖長度收縮至原長度的一半；濕度下降時又恢復如初。這種水分敏感的紡織品，可以通過改變宏觀形狀非常有效地實現水分和熱量的管理功能。
“由于蠶絲應用廣泛且具有優異的穿戴舒適性，蠶絲‘人工肌肉’的制作流程符合當前工業化程序，不需要化學修飾和額外的添加劑，我們預計它將在工業應用中開辟更多的可能性，例如智能紡織品和柔性機器人。”
展開 使用 MBD 框架解決電池管理系統開發難題
電池管理系統控制驗證
電池管理系統 (BMS) 控制軟件的工程設計過程是一項復雜的任務，必須達到電池電源即刻性能和長期安全操作之間的平衡。需要強大的算法才能準確確定電池狀態以確保可用電源、功率等級和電池壽命的信息可靠。在電池硬件原型上直接開發底層算法格外耗時、容易出錯且易于引入安全失誤點。基于模型的設計 (MBD) 框架為不同開發階段和工作條件下重用測試場景提供了一種機制，能夠確保電池的安全操作。
本次網絡研討會將講解如何設置 MBD 框架以便在虛擬電池組上開發和測試 BMS 算法。主要內容包括高級最佳控制方法如何提高電池性能、工程師們如何在不同開發階段使用不同測試環境（例如模型在環、軟件在環和硬件在環）來重用虛擬電池組以及如何在不同開發階段重用測試場景。
學習內容：
電池管理控制系統中關于里程焦慮、安全性和最佳車輛性能的重要子系統
如何使用虛擬電池模型分析控制系統行為并以可重復的方式快速測試其性能，包括熱量管理策略
影響電池組壽命的主要因素，以及 BMS 如何幫助監控和延長電池組壽命
點擊鏈接 獲取完整內容：http://avz6v7gw1lfs7v7u.mikecrm.com/9hNbL9z
展開 免費領課 | 如何通過仿真簡化電動/混合動力車輛工程和設計
簡而言之，通過仿真分析各個組件和總體系統，已經勢在必行；這樣才能捕獲系統的復雜性，同時在構建物理系統之前解決熱量管理問題。
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如何提高電池性能-帥福得公司設計高能負極電池實例講解
談論要點包括：
? 專用于電池設計的 Simcenter 產品組合仿真功能
? 電池建模、設計優化和系統性能的技術影響
? 多物理場系統交互建模：電化學、熱量管理、控制等。
Philippe Desprez
固態項目仿真專家, Saft
菲利普·德斯普雷斯博士特別擅長電池管理和電化學，主要負責帥福得公司基于模型的學科。自 1997 年加入公司以來，他一直致力于將帥福得解決方案中 CAE 的使用提升為一種適用于從電池設計到電池組設計和管理的高價值工具。這也助推了大量鋰電池和電池組產品組合的開發，廣泛覆蓋了電網和移動出行之類行業應用。菲利普博士獲得了南希化學工程學院工程博士學位。
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展開 Materialise發布白皮書《金屬3D打印的最佳實踐》，立即免費獲取！
我們為您推薦三種可以幫助您獲得最佳金屬零件擺放角度的軟件工具：
一個可分析各層表面與內部熱量分布的工具
一個角度優化器工具
一個支撐預覽工具
如何獲取并使用這些工具呢？
最佳金屬支撐的三大優勢
在金屬增材制造過程中，支撐結構實現了三大功能：工藝穩定、零件質量、可去除。本章主要介紹與質量密切相關的工藝穩定性。
-管理熱量
-避免變形
-減少打印失敗
采用什么類型的支撐能夠進行局部和整體的熱量管理？什么類型的支撐可以避免形變？打印失敗的因素有哪些？
混合支撐結構可節省金屬材料
當使用已獲得專利的獨特支撐結構，即混合支撐時，還有一項額外的好處，即可節省材料。混合支撐結構由三個不同部分組成：上部為塊支撐，中部為體積支撐，下部則為樹支撐或錐支撐結構。
混合支撐可以：
-保持質量&抵消應力
-參數可控
如何正確使用混合支撐？
輕松去除金屬支撐的三大策略
如果支撐設置不合理，不僅會對部件本身有影響，還會加大后處理步驟的難度，便捷支撐去除和智能支撐放置技術可顯著縮短后處理時間，我們為您推薦三大策略幫助支撐去除：
-智能支撐放置：傾斜和重新調整支撐
-輕便的斷裂點：齒、 沙漏和分割
-粉末回收：穿孔和切割
全自動支撐生成
隨著金屬3D打印行業的壯大和3D打印組件的日益復雜化，整合自動化工藝的需求也在增加。創建可充分固定零件并防止翹曲且能輕松去除的支撐結構需要花費很多時間。
展開 西門子官方行業資料合集：機械、航空航天、能源、船舶
不切實際的物聯網
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電子書：助力機械制造商的虛擬工廠驗收
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探索 NX 如何推動創成式技術
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利用新技術優化車間運營
資料介紹：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1857697
??點擊鏈接，領取全部機械資料：http://t8iw4ulf0hpixn8k.mikecrm.com/7uSrjCw
航空航天
1.敏捷工程助推航空航天領域生產率
資料介紹：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856413
2. eVTOL電動垂直起降飛行器
(1) 持續升空 – 數字化轉型時期的eVTOL飛行器
(2) 利用數字化技術，實現eVTOL空氣動力學設計
(3) eVTOL功率密度與熱量管理
(4) 利用復合材料和增材制造技術進行eVTOL結構設計
(5) eVTOL電氣系統設計與合規認證
資料介紹：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1856412
3.
展開 
研究人員使用熱成像儀觀察到各向異性磁-珀耳帖效應
如果電流通過導線由導體1流向導體2，則在單位時間內，導體1處單位面積吸收的熱量與通過導體1處的電流密度成正比。盡管該效應在近兩個世紀前就被發現，但迄今為止全球范圍內的許多研究人員仍在進行關于該效應的科學研究，以試圖優化電子器件中的熱電轉換效率，并在更廣泛的技術中使用這種現象，例如開發更加節能的技術以及運行更加高效的電腦等。
日本國家材料科學研究所領導的研究團隊采用的是一種被稱為鎖定熱成像的熱測量方法，該方法能夠在施加充電電流時對磁性材料中的溫度變化進行系統測量。因此，根據電荷電流的方向與磁性材料中的磁化方向之間的角度，就可以觀察到珀耳帖系數的變化。早些時候，人們觀察到“塞貝克效應”——一種由于導體之間的溫差而產生電荷電流的現象——會隨著磁化方向的變化而變化。這就是所謂的各向異性磁-塞貝克效應。然而，在此研究之前，不可能觀察到各向異性的磁—珀耳帖效應，也即各向異性的磁—塞貝克效應。
通過應用各向異性磁-珀耳帖效應，磁性材料的熱電溫度可以通過僅改變材料中的充電電流并在其內形成不均勻的磁化構造來控制，而不是通過在兩個不同的電導體之間形成連接點來控制。在接下來的研究工作中，該研究小組將致力于識別和制造能夠表現出各向異性磁性—珀耳帖效應的磁性材料，并將其用于能夠使電子設備更加節能的熱量管理技術應用中。
該研究團隊主要包括內田健一先生（自旋磁熱電子學研究中心，磁性和自旋電子材料研究中心，日本國家材料科學研究所），Ryo Iguchi（研究人員，自旋熱電子學團隊，磁性和自旋電子材料研究中心，日本國家材料科學研究所），俊助達夢（日本東北大學材料研究所高分子材料研究所研究生，現任東京大學助理教授），齋藤英治（東北大學材料研究所教授，現任東京大學教授）等人。
展開 行業：電動汽車綜合熱管理
01
背景介紹
隨著電動汽車的不斷普及，為了解決電動汽車在冬季和夏季的續航里程和熱安全問題，需要對電動汽車進行熱管理。電動汽車中的熱管理主要分為電機系統熱管理、電池系統熱管理和空調系統熱管理，這三大系統是電動汽車所產生熱量的主要來源。在以往的電動汽車中，三大系統的熱管理通常是各自獨立的，缺乏對整車熱量的統一管理，熱管理效率較低。而在新一代的電動汽車中，在設計之初便針對整車熱量進行集成式管理，對三大系統產生的熱量進行統一的管理，從而大幅提高車輛整車的熱管理效率，以減少溫度對電動汽車性能的影響。
電動汽車的電機驅動系統是將電池中的電能轉化為機械能，從而為汽車提供行駛的動力。在電機的工作過程中，一些能量會以熱能的形式損耗，如鐵芯損耗、繞組損耗以及機械損耗。動力電池系統為汽車提供電能時，由于持續的放電，電池組會釋放一些熱量，熱量持續聚集便引起電池組的溫度升高。電動汽車空調系統冷熱負荷的產生來源有很多，如汽車內部人員散發的熱量，外界環境通過車身結構導入車廂的熱量，電機系統和動力電池系統導入車廂內部的熱量，以及通過汽車通風系統進入車廂的熱量等等。在研究電動汽車熱管理系統時，必須重點考慮汽車內部的熱量來源和汽車內部熱量的總量，才能采取針對性的熱量管理。
相關活動
活動 \\ 第四屆熱管理材料與技術大會 第二輪通知
活動 \\ 報名開啟！2023夯邦熱管理材料與技術項目路演
02
組成部分
電動汽車在設計時便針對主要的熱量來源都進行了相應的熱管理。但是，為了進一步提升電動汽車的各項性能參數， 原有的各種獨立式的熱管理系統和方法已經難以適應新的設計要求。
展開 集成式無線充電：開創AGV機器人充電新境界
機器人在實際工作中，還需面對各種熱量管理問題，而集成式無線充電系統因其構造中已包含散熱組件，使AGV機器人的設計者無需過多考慮額外的散熱措施。AGV機器人因此可以保持更長的工作周期，減少故障和維護時間，實現更高的可靠性和壽命。
集成式無線充電系統之所以十分適合AGV機器人，還因為其模塊化的設計理念。這種設計與過去的定制解決方案不同，模塊化組件可以快速方便地適配不同型號的機器人，大大減少了設計和組裝時間。生產商和終端用戶都能因此更靈活地部署和升級他們的機器人。
隨著市場需求的變化和技術的不斷進步，AGV機器人在未來可能會遇到新挑戰。但集成式無線充電技術不僅顯示出其滿足當前需求的能力，還有潛力成為物流和自動化未來的標準配置。魯渝能源的集成式無線充電產品覆蓋多個功率等級，從600W至12000W，應用于多種場景如半導體、冷庫和港口的制造業或服務業，通過了ISO9001質量管理體系和ISO14001環境管理體系認證，確保安全可靠性。
集成式無線充電系統以其體積小巧、重量輕、高能效和模塊化設計推動著AGV機器人市場的變革。技術的不斷演進和優化將進一步加速自動化領域的革命，營造出更智能、可靠且高效的工作環境。隨著我們步入自動化與智能化的新時代，集成式無線充電系統將成為各類機器人的重要動力源泉。
展開 四川大學陳思翀教授團隊在高效太陽能水蒸發器上取得進展
針對以上問題，四川大學環保型高分子材料國家地方聯合工程實驗室的陳思翀教授團隊在已有的聚多巴胺包覆納米纖維研究基礎上，通過模板犧牲方式制備了聚多巴胺納米管，并基于其構建了三維太陽能界面水蒸發器件（PDA-t@PU），實現了光熱轉換、促進水傳輸、降低蒸發能及提升熱量管理等多功能集成，從而大幅提升SVG效率。
一方面，聚多巴胺（PDA）是一種具有親水性和光熱轉換功能的生物質材料，不僅可以將可見光轉換為熱，還可以通過表面水合作用降低水的蒸發能；另一方面，通過模板犧牲法將聚多巴胺制備為納米/亞微米的中空管狀形貌（PDA-t），不僅可以使得器件具有良好的集熱效果，減少熱能向環境的流失，實現高效的熱管理，還可以利用其毛細管作用有效提升器件對水的輸送能力。
圖1. PDA-t@PU太陽能蒸發器設計示意圖
多功能集成使得PDA-t@PU器件可以在三維模式下實現高效的SVG效果。大量粘附在PU骨架上的親水性PDA中空管可以通過毛細管作用將水快速的輸送至器件的上表面，進而結合PDA的光熱轉換和水合作用實現高效的太陽能水蒸發。與此同時，裸露于液面以上的器件側表面所粘附的PDA-t還可以利用水蒸發過程的吸熱作用從環境中獲取熱量，進一步提升SVG效率。根據器件裸露在液面之上的高度不同，其表觀SVG效率可高達2.5~3.6 kg m-2 h-1。
圖2 (a) PDA-t@PU三維太陽能蒸發器示意圖. (b) 不同液面裸露高度條件下PDA-t@PU蒸發器的水失重率. (c) PDA-t@PU蒸發器的表觀SVG速率、上表面SVG速率及側表面SVG速率.
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