熱控技術的案例
綜述 \\ 星載有源相控陣天線熱控技術研究進展
圖3 星載有源相控陣天線熱控技術分類
其中，熱量收集方面的研究主要包括高導熱材料、基于高導熱材料和新型封裝工藝的結構導熱技術及基于泵驅流體回路的近結微流體冷卻技術等；熱量傳輸環(huán)節(jié)主要包括基于不同類型熱管的被動式熱控技術和基于泵驅流體回路的主動式熱控技術；熱量排散環(huán)節(jié)主要討論了熱輻射器技術．
此外，相變材料因其獨特的性質而在熱控領域具有較好的前景，其應用貫穿了以上三個不同的傳熱環(huán)節(jié)，具體方式一般為與其他熱控技術相結合或者集成于其他熱控組件中．
結合目前我國在一些關鍵技術方面與國外先進技術水平的差距，進一步明確了我國星載有源相控陣天線熱控技術的發(fā)展方向，可為我國星載有源相控陣天線熱控系統(tǒng)的設計與技術革新提供參考．后續(xù)研究可從以下幾個方面開展．
a. 從熱量傳遞路徑的角度考慮，對于衛(wèi)星平臺熱控系統(tǒng)中熱量的收集、傳輸與排散過程，其中任一環(huán)節(jié)設計上的改變都會對整個熱控系統(tǒng)的性能產(chǎn)生重要影響．因此，在熱控系統(tǒng)設計中有必要從全局出發(fā)，根據(jù)不同環(huán)節(jié)已有技術的可實現(xiàn)性制定系統(tǒng)性的熱控方案．
b. 整體上，對于已有研究中的星載平臺熱控系統(tǒng)，就系統(tǒng)級熱控方案而言主要分為主動式和被動式兩種．然而面向下一代星載有源相控陣天線高散熱功率、高溫控精度和穩(wěn)定性的熱管理需求，結合不同熱控技術的技術特點，未來星載有源相控陣天線熱控系統(tǒng)或將向著全主動式的兩相泵驅流體回路熱控架構，或以主動式為主并耦合被動式毛細泵驅回路的復合式熱控架構發(fā)展和突破，如
表4
所示．
展開 封偉教授編著的《智能導熱材料的設計及應用》由清華大學出版社出版發(fā)行
該著作入選“十四五”國家重點出版物出版規(guī)劃項目，受到國家科學技術學術著作出版基金資助，同時也列入先進芯片材料與后摩爾芯片技術叢書。
《智能導熱材料的設計及應用》以面向新型熱管理應用的智能導熱材料為目標,根據(jù)當今智能導熱材料的發(fā)展現(xiàn)狀,從材料的概念、傳熱原理、結構設計及應用等角度展開介紹。該書共有7章,分別為導熱概述(概念、導熱機理、影響因素及分類),智能導熱材料概述,智能化性能設計,智能導熱材料設計,智能導熱材料應用,智能導熱材料在先進芯片中的應用,結論與展望。該書可作為相關專業(yè)本科生和研究生的教材。希望通過該書可以激發(fā)廣大讀者及相關領域研究人員對智能導熱材料的興趣,并為從事相關研究的工程技術人員提供參考。
智能導熱材料為導熱材料的一個重要分支。它是一種以熱量快速疏導為目的,通過智能熱控技術,利用其熱導率可智能調(diào)控的特點實現(xiàn)對被控對象與外界從隔熱到良好導熱的自主調(diào)控的新型功能材料,屬于材料、化學、物理等多學科交叉的一項基礎研究。智能導熱材料具有響應速度快、精確調(diào)節(jié)系統(tǒng)溫度和顯著降低資源消耗的特點,在民用電子、航空航天等領域有著廣闊的應用前景。同時,隨著近年來空間技術、人工智能、航空航天等領域的快速發(fā)展,對于溫度敏感、發(fā)熱量較大且環(huán)境溫度復雜的設備,如通信終端、蓄電池、芯片電子等,亟需發(fā)展能夠即時感知外界環(huán)境、自主熱流調(diào)節(jié)的新型智能導熱材料。然而,受熱導率低、回彈性差、附著力弱等綜合因素的影響,材料的智能感知調(diào)節(jié)能力相對較差,因此,材料暫時未能全面滿足多種復雜環(huán)境的應用需求。基于此,當今國內(nèi)外學者對智能導熱材料的機理、控制、應用范圍開展了較多研究。研究主要包括微納材料結構設計、導熱納米粒子的定向控制、高導熱智能材料設計、高新熱管理應用技術、芯片智能導熱材料設計及應用等,為智能導熱材料的突破和發(fā)展奠定了基礎。
展開 iTherM Talks 第7期-數(shù)據(jù)中心液冷技術發(fā)展與挑戰(zhàn)
獲得國家科技進步二等獎、江蘇省“雙創(chuàng)”人才、北京市科學技術二等獎、廣東省科學技術三等獎、中國制冷學會青年獎、中國商業(yè)聯(lián)合會科學技術一等獎等十余項。
[報告摘要] 針對人工智能、區(qū)塊鏈、云計算等高算力需求的數(shù)據(jù)中心的高能效要求，本課程從數(shù)據(jù)中心液冷技術的特點與分類出發(fā)、重點介紹冷板式液冷、浸沒式液冷、噴淋式液冷的技術特點及數(shù)據(jù)中心整體解決方案。理論聯(lián)系實際，通過案例分析，幫助學員明確理解數(shù)據(jù)中心液冷技術的特征和發(fā)展趨勢，切實提高一線從業(yè)人員的技術開發(fā)水平。
[15:00-16:00] 升力降碳-液冷技術助力數(shù)據(jù)中心高質量發(fā)展
[演講嘉賓] 潘敏強，華南理工大學機械制造工程系教授/博士生導師，主要從事芯片熱管理與液冷高效節(jié)能技術，近年致力于國家新基建重點產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)中心/儲能系統(tǒng)液冷技術產(chǎn)業(yè)化研究。廣東液冷時代科技有限公司創(chuàng)始人；廣東省優(yōu)粵卡B類人才，廣東省特支計劃青年拔尖人才，廣東省高等學校千百工程培養(yǎng)對象，廣州市珠江科技新星。主要從事芯片熱控技術、數(shù)據(jù)中心液冷技術的研究工作，主持30余項國家級、省部級、市級以及其它項目，發(fā)表論文100余篇，多篇論文發(fā)表在傳熱與能源領域的國際權威期刊上。曾獲得2009年度廣東省科學技術獎一等獎。2020年入選佛山南海區(qū)“藍海人才計劃“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊以及佛山高新區(qū)高技術產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)業(yè)團隊，主持的創(chuàng)業(yè)項目“數(shù)據(jù)中心熱管間接液冷高效節(jié)能技術”獲得2020年第九屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽節(jié)能環(huán)保行業(yè)初創(chuàng)組廣州賽區(qū)第一名，初創(chuàng)組廣東賽區(qū)第一名，國賽優(yōu)秀企業(yè)獎；獲得2021年第十屆中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽節(jié)能環(huán)保行業(yè)佛山賽區(qū)初創(chuàng)組第一名。
[報告摘要] 液冷技術被認為是當前甚至未來解決服務器高算力計算需求和降低數(shù)據(jù)中心能耗最可行的技術方案。
展開 熱管理近期行業(yè)動態(tài)速覽
來源 | 每日經(jīng)濟新聞網(wǎng)、智通財經(jīng)
01
富臨精工：擬向控股子公司轉讓熱管理相關業(yè)務
富臨精工（SZ 300432，收盤價：10.4元）8月2日晚間發(fā)布公告稱，富臨精工股份有限公司于2023年8月2日召開第五屆董事會第三次會議、第五屆監(jiān)事會第三次會議，審議通過了《關于向控股子公司轉讓部分無形資產(chǎn)暨關聯(lián)交易的議案》。公司擬向控股子公司四川芯智熱控技術有限公司轉讓電子水泵、電子油泵、熱管理系統(tǒng)3類產(chǎn)品及相關零部件（簡稱“熱管理相關業(yè)務”）對應的無形資產(chǎn)，轉讓價格為7,495.00萬元。
目前，芯智熱控主要從事新能源汽車熱管理產(chǎn)品及相關零部件的研發(fā)、制造和銷售，主要代表產(chǎn)品為電子水泵、電子油泵和熱管理模塊，相關核心產(chǎn)品正在逐步規(guī)模化放量。公司充分考慮自身戰(zhàn)略規(guī)劃及子公司業(yè)務發(fā)展定位，本次將新能源汽車熱管理相關業(yè)務對應的無形資產(chǎn)轉讓給芯智熱控，有助于上市公司優(yōu)化資源配置，聚焦優(yōu)勢資源，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)專業(yè)化經(jīng)營;有利于為芯智熱控新能源汽車熱管理相關業(yè)務提供技術儲備和研發(fā)資源，形成系統(tǒng)集成優(yōu)勢，提升芯智熱控獨立面對市場和客戶的能力，從而為芯智熱控未來發(fā)展奠定良好基礎;有利于優(yōu)化公司新能源汽車零部件產(chǎn)業(yè)結構，進一步聚焦核心產(chǎn)品，提升公司核心競爭力。
02
沈氏科技獲戰(zhàn)略融資 聚焦高效節(jié)能熱交換器及熱管理系統(tǒng)解決方案
近日，國內(nèi)微通道換熱器及反應器領域領先企業(yè)——杭州沈氏節(jié)能科技股份有限公司（以下簡稱“沈氏科技”）完成了戰(zhàn)略輪融資。本輪融資由中化資本領投，浙能巨化基金、智科控股基金跟投，高鵠資本擔任獨家財務顧問。
展開 
可控氣氛熱處理
可控氣氛熱處理
可控氣氛應用的普及程度是一個國家熱處理技術先進水平的重要標志。
開發(fā)新的氣氛類型和實現(xiàn)爐內(nèi)氣氛精確控制是可控氣氛熱處理技術發(fā)展的主要方向，其目的是節(jié)能（燃料和電力）和提高熱處理質量。計算機在熱處理技術中的應用、傳感器技術以及熱處理設備技術等相關技術的發(fā)展對可控氣氛熱處理技術發(fā)展具有極大的促進作用，并拓寬了可控氣氛的范疇。70年代的能源危機造成原料氣的供應短缺，對傳統(tǒng)的吸熱式氣氛的工業(yè)應用也形成極大威脅。從而迫使人們尋找新的氣源或開發(fā)新的氣氛制備方法，以減少原料氣的大量消耗。采用氮氣和甲醇（N2-CH3OH）以及燃料和空氣直接通入工作爐內(nèi)制備可控氣氛的技術應運而生。習慣上，將前者稱為氮基氣氛，而后者被稱為直生式氣氛。爐內(nèi)直接制備氣氛的明顯優(yōu)點是取消了爐外發(fā)生器，此外在節(jié)省原料氣，實現(xiàn)碳熱精確控制，提高滲碳速度和熱處理質量等方面也具有明顯的優(yōu)勢。
展開 行業(yè)分享丨工程機械數(shù)字仿真體系建設與思考
基于數(shù)字孿生技術，我們可以真正采集客戶最真實的作業(yè)工況，讓產(chǎn)品設計更符合客戶的真實需求。工程機械屬于典型的多品種、小批量賽道，數(shù)字孿生技術有助于精確捕獲客戶真實使用需求和工況特征，這對產(chǎn)品競爭力提升是非常重要的。所以我們希望把數(shù)字仿真和數(shù)字孿生銜接起來形成一個整體。
數(shù)字仿真助力三一集團“低碳化”轉型
在仿真技術應用方面，結構仿真、流體仿真、多體動力學仿真等常規(guī)仿真方法都是工程機械產(chǎn)品必須要使用的。近幾年，隨著產(chǎn)品加速向電動化轉型，機電液熱控聯(lián)合仿真技術變得越來越重要，尤其是能量管理仿真、三電系統(tǒng)熱管理仿真等。因此，近年來，三一在機電液熱控多學科系統(tǒng)仿真領域花了很大力氣。
在電動化產(chǎn)品研發(fā)過程中，電磁兼容性也是必須要考慮的一個重要因素，越來越多的國家都制定了電磁兼容性法規(guī)，如果電磁兼容性做不好，就會產(chǎn)生電磁干擾，如高低壓線束串擾、顯示器黑屏、無線信號失常等，導致功能失效，甚至帶來安全隱患。所以，EMC電磁兼容仿真也是今年我們在加強的重要的仿真能力。
還有一個很重要的點是整機性能樣機，從產(chǎn)品經(jīng)理的視角來看，需要關注產(chǎn)品整體性能表現(xiàn)，因為最終交付到客戶現(xiàn)場的是一個整機產(chǎn)品。怎么把整機的性能樣機構建出來，也是一個很大的挑戰(zhàn)，因為建模的工作量非常龐大，需要把機械結構、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都建成模型。有了整機級性能樣機，就可以讓產(chǎn)品在設計階段實現(xiàn)虛擬運行，進而開展整機虛擬試驗，無需制造物理樣機，大幅縮短物理驗證周期。
三一的仿真體系建設
前面主要是站在仿真的技術角度看，下面我們從仿真管理角度看，仿真體系建設離不開仿真流程管理和數(shù)據(jù)管理，也就是SPDM。
展開 行業(yè)分享丨工程機械數(shù)字仿真體系建設與思考
基于數(shù)字孿生技術，我們可以真正采集客戶最真實的作業(yè)工況，讓產(chǎn)品設計更符合客戶的真實需求。工程機械屬于典型的多品種、小批量賽道，數(shù)字孿生技術有助于精確捕獲客戶真實使用需求和工況特征，這對產(chǎn)品競爭力提升是非常重要的。所以我們希望把數(shù)字仿真和數(shù)字孿生銜接起來形成一個整體。
數(shù)字仿真助力三一集團“低碳化”轉型
在仿真技術應用方面，結構仿真、流體仿真、多體動力學仿真等常規(guī)仿真方法都是工程機械產(chǎn)品必須要使用的。近幾年，隨著產(chǎn)品加速向電動化轉型，機電液熱控聯(lián)合仿真技術變得越來越重要，尤其是能量管理仿真、三電系統(tǒng)熱管理仿真等。因此，近年來，三一在機電液熱控多學科系統(tǒng)仿真領域花了很大力氣。
在電動化產(chǎn)品研發(fā)過程中，電磁兼容性也是必須要考慮的一個重要因素，越來越多的國家都制定了電磁兼容性法規(guī)，如果電磁兼容性做不好，就會產(chǎn)生電磁干擾，如高低壓線束串擾、顯示器黑屏、無線信號失常等，導致功能失效，甚至帶來安全隱患。所以，EMC電磁兼容仿真也是今年我們在加強的重要的仿真能力。
還有一個很重要的點是整機性能樣機，從產(chǎn)品經(jīng)理的視角來看，需要關注產(chǎn)品整體性能表現(xiàn)，因為最終交付到客戶現(xiàn)場的是一個整機產(chǎn)品。怎么把整機的性能樣機構建出來，也是一個很大的挑戰(zhàn)，因為建模的工作量非常龐大，需要把機械結構、動力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都建成模型。有了整機級性能樣機，就可以讓產(chǎn)品在設計階段實現(xiàn)虛擬運行，進而開展整機虛擬試驗，無需制造物理樣機，大幅縮短物理驗證周期。
展開 火星探測陸空協(xié)同無人系統(tǒng)的研究發(fā)展分析
（2）不依賴衛(wèi)星導航的導航控制技術
火星稀薄的大氣導致火星無人直升機的飛行姿態(tài)調(diào)整過程比較遲緩。火星上的風、沙塵暴等也將嚴重影響火星無人機飛行穩(wěn)定性，這要求無人機對變化的環(huán)境能夠進行快速調(diào)整，以保證其飛行安全。此外，火星無人機要具備很強的自主判斷和執(zhí)行能力，不能完全依賴地面遙操作控制，避免通信延遲造成不可預測的事故。火星無人機飛行要能夠以火星漫游車或火星衛(wèi)星作為時空基準，實現(xiàn)自主導航定位，并能夠回歸無人探測車母港固定。因此，火星無人機的控制方法必須考慮低氣壓氣動特性，具備較高的抗環(huán)境干擾能力。
（3）飛行環(huán)境安全控制技術
火星白天的溫度最高可達30℃左右，但夜間溫度可以降至-90℃。因此，火星無人機載各種器件必須能夠經(jīng)受反復的冷熱交替，無人機具備可靠的機載實時熱控系統(tǒng)，以保障控制系統(tǒng)正常運作。此外，火星上的沙塵暴問題導致的太陽能電池無法充電亦需要進行控制；而沙塵會導致火星直升機很薄的旋翼葉片加速磨損，從而導致飛行器壽命降低。這些都是環(huán)境安全控制技術需要考慮的。
（4）地面測試試驗技術
由于火星與地球之間重力場不同、大氣密度偏差巨大等問題，在地面模擬火星無人直升機在火星上的飛行環(huán)境面臨重大挑戰(zhàn)。地面試驗技術要求盡可能模擬火星上直升機的運行條件，包括在真空室中模擬火星的低密度環(huán)境以及類似火星上的溫度變化，以驗證直升機能否在寒冷的氣溫下生存和正常工作。更重要的是，要真正模擬在火星上的重力場對飛行的影響，必須模擬地球三分之二的引力，要有一套重力卸載系統(tǒng)進行試驗。試驗的重點是確定直升機的推力、功率、關鍵系統(tǒng)的動力學特性和自由飛行的控制。
展開 火星探測陸空協(xié)同無人系統(tǒng)的研究發(fā)展分析
（6）行星地表環(huán)境下的自主熱控管理技術，需要研究陸空協(xié)同無人系統(tǒng)各自對環(huán)境溫度的自適應調(diào)控，確保自身儀器系統(tǒng)正常運行，設計合理的溫控系統(tǒng)。比如，當本體溫度較低時，規(guī)劃后續(xù)工作模式為通信、感知、探測等大功率模式，提高溫度水平；反之，則規(guī)劃后續(xù)進入小功率工作模式，并推遲大功率工作模式，降低溫度水平。
（7）未來發(fā)展陸空協(xié)同行星探測系統(tǒng)，系統(tǒng)本身實現(xiàn)實時任務級控制必須要考慮信息過載問題，進一步采用類腦認知智能技術，利用搭載多層次傳感器進行陸空無人協(xié)同系統(tǒng)平臺的多源數(shù)據(jù)采集、分析、融合處理，并研究使用多源注意機制解決實時任務控制過程中可能出現(xiàn)的信息過載問題。
（8）加強行星探測過程中的導航技術，可靠的行星探測地表導航技術能夠確保未來火星等行星探測任務科學價值的最大化，可以通過開發(fā)智能排序、傳感器約束路徑規(guī)劃、自然地形視覺定位和實時狀態(tài)估計來解決這一問題。
（9）陸空協(xié)同合作系統(tǒng)必須要考慮探測行星的地表環(huán)境、輻射以及大氣氣候環(huán)境，開展地面模擬環(huán)境逼近模擬試驗，對陸空協(xié)同無人系統(tǒng)開展嚴苛的地面模擬測試試驗，確保系統(tǒng)可靠運行，提高協(xié)同系統(tǒng)的生存能力。
5 結束語
本文針對火星探測無人系統(tǒng)的行星地表環(huán)境以及大氣環(huán)境進行了闡述，并對環(huán)境因素對行星地表探測無人系統(tǒng)的影響進行了總結。然后通過對包括火星探測車的應用現(xiàn)狀及面臨的挑戰(zhàn)問題、火星無人飛行系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及未來技術發(fā)展進行綜合分析，提出了在進行火星等行星探測任務中發(fā)展陸空多無人協(xié)同合作系統(tǒng)執(zhí)行深度行星地表探測的需求、關鍵技術，并結合陸空協(xié)同無人系統(tǒng)的SWOT分析說明未來行星探測系統(tǒng)采用陸空協(xié)同系統(tǒng)的潛在應用價值。綜合以上分析，提出了未來火星探測無人協(xié)同合作系統(tǒng)發(fā)展的技術特征，對關鍵技術研究發(fā)展方向以及試驗驗證研究方法設計提供了思路。
展開 