
發布
注冊
/
登錄電子系統熱管理的案例
用于井下電子設備的混合熱管理系統
來源 | Journal of Energy Storage
01
背景介紹
測井工具用于探測極端熱環境下地下石油資源的分布。當測井儀在深度超過5 km的井中作業時,環境溫度可能超過200℃。對于特定儀器,測井儀內部的井下電子設備的溫度在工作期間需要限制在 100 °C 以下。如果沒有熱保護,由于高溫環境和自生熱量的雙重影響,電子設備的溫度將很快超過溫度極限。因此,對普通電子設備實施有效的熱管理以確保其安全穩定運行變得非常重要。
02
成果掠影
近期,華中科技大學能源與動力工程學院羅小兵教授團隊提出了一種使用液體冷卻和相變材料(PCM)用于井下電子設備的混合熱管理系統,以延長工作時間。在該系統中,PCM和冷板內部分別布置螺旋管和S形管以加強熱交換。為了研究該系統的性能,研究團隊使用有限元方法進行瞬態流動和傳熱模擬。結果表明,歸因于液體冷卻的引入,混合熱管理系統將電子設備的運行時間從 230 分鐘增加到 450 分鐘。電子器件和 PCM 之間的最大溫差從 30 °C 降至 2 °C。此外,該研究還探討了流量、螺旋管間距、加熱功率和環境溫度對溫度控制性能的影響,為測井儀器的設計和優化提供了指導,對于縮短測井儀器的研發周期具有重要意義。相關研究成果以“A hybrid thermal management system combining liquid cooling and phase change material for downhole electronics”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 系統仿真軟件AMESim熱管理模塊學習:熱管理基礎
自然對流換熱:Nu = f(Gr,Pr) = C(Gr.Pr)的n次方 = C.R×a的n次方,對于層流換熱,n = 0.25,對于湍流換熱,n=0.33
在Amesim中如上的參數可以通過軟件設定,對于特定系統,如何決定強迫對流和自然對流的比例通過如下計算:
Gr/Re平方,若<<1,則忽略自然對流,若>>1,則忽略強迫對流,若≈1,則都需要考慮。
對于一般的通用換熱器我們得到換熱量由換熱效率乘以最大換熱能力,最大換熱能力由Cmin×(Thotin - Tcoldin),Cmin是最小熱熔率,通過C=dm×Cp計算,最小熱容即為兩個物體的最小熱容,Thotin和Tcoldin為熱邊溫度和冷邊溫度。
而換熱效率 = f(Ntu,Cmin/Cmax), Ntu = UA/
而UA = 1/(Rth1+Rtall + Rth2)等效熱導,展開如下:
UA = 1/(d1/(Nu1×λ1×A1) + 1/Gtall + d1/(Nu1×λ1×Atu2))->
Nu= α×Re×Pr(就是要確定這個,A,d1都是換熱器的參數)
其中d1/(Nu1×λ1×A1)為水側的熱阻,d1/(Nu1×λ1×Atu2)為風側的熱阻,1/Gtall為接觸熱阻
3. 基礎熱管理建模
3.1 熱管理基本建模思路
我們對于熱部件的建模獲取的最終結果是溫度,但是溫度只是一個發熱和換熱結果的反映,發熱邊界+流量系統+對流換熱是建模的必須要做的三件事情,也就是把一個系統拆解成這三件事去建模。
對于熱流體屬性Amesim提供了專業庫,一般情況可以直接在庫中找到,對于熱流體屬性提供三種計算模式:能量平衡模式(計算溫度變化的模式)、等熵模式、等溫模式。
關鍵概念:容性和阻性,容性:輸入流量和輸入壓力,阻性:根據變壓差算流量。
展開 電子熱管理CFD求解:AEDT Icepak降階模型,動態熱管理及快速優化解決方案【8月5日直播】
AEDT Icepak 是 Ansys Electronics Desktop(AEDT)平臺中用于電子熱管理的 CFD 求解器。它基于 Ansys Fluent CFD 求解器,可預測 IC 封裝、PCB、電子裝配體、外殼和電力電子設備中的氣流、溫度和熱傳遞,為電子冷卻提供強大解決方案。
8月5日,Ansys官方研討會『AEDT Icepak降階模型:動態熱管理及快速優化解決方案』從AEDT Icepak降階模型出發,講解動態熱管理及快速優化解決方案,下滑預約學習??
時間:8月5日(星期二),16:00-17:00
內容簡介:在電子設備行業中,隨著3DIC(三維集成電路)技術的快速發展,動態熱管理成為確保設備性能與可靠性的關鍵。為應對傳統熱仿真方法在復雜3DIC結構中計算量大、耗時長的挑戰,AEDT Icepak的ROM(降階模型)技術提供了一種快速且高精度的熱仿真解決方案。該技術通過一維ROM和三維ROM靈活應對不同熱管理場景:一維ROM適用于簡化的熱傳導分析,三維ROM則能處理復雜的熱對流和熱輻射問題。憑借ROM技術,工程師可在不犧牲精度的前提下顯著提升熱仿真速度,加速設計迭代,為3DIC的高效熱管理提供強大支持,成為行業熱仿真領域的突破性工具。
講師:
廉海潯 | Ansys應用工程師主管
同濟大學動力工程碩士。在熱管理,多物理場耦合有豐富的仿真經驗,目前負責Icepak的產品支持及多物理場解決方案的研究和推廣。
形式:線上
費用:免費
掃碼立即報名
- -THE END- -
技術鄰簡介:
技術鄰專注于工科技術社區,從最早的CAE技術社區(中國CAE聯盟)發展而來,在CAE領域有20年的教學和咨詢服務經驗。
展開 一期一會 | 什么是電子產品熱管理?
在太空電子產品、某些汽車電子產品以及各種在極端環境下工作的物聯網(IoT)應用中,電阻式加熱器很常見。
熱電散熱:這種熱管理固態設備,利用Peltier效應將電能轉換為熱能。電流通過兩個不同的半導體材料,會導致一端的溫度升高,另一端的溫度降低。這個較低溫度端可直接連接至需要散熱的電子組件。
將熱管理設計到電子系統中的流程
從微小的微型芯片到海量數據中心,設計電子系統的工程師必須探索系統的熱行為,然后選擇相應熱管理解決方案——需要符合系統熱性能標準、具有成本效益,而且不會產生與系統電氣或結構要求有關的問題。
熱管理設計通常應該集成到整體產品設計流程中,尤其是以仿真為導向的設計流程。以下技術有助于開發團隊了解應用,以快速進行權衡并優化解決方案。
組件特征描述
要獲得有效的熱管理解決方案,首先要了解系統的組件的熱屬性。設計團隊應該先收集技術信息,例如系統中每個電子組件及機械組件的幾何結構、材料屬性、發熱、熱容量、標準工作條件以及可接受的工作溫度等。
這些值可從供應商那里獲得,或者您可能必須進行熱特征測試。為了估算散熱量,電氣工程師通常會根據組件產品說明書中列出的電氣行為運行電路模型。此外,還可利用仿真來確定組件和互連中的允許熱應變,或描述組件裝配體的熱行為特征。
環境評估
一旦團隊知道了電子系統內部的情況,他們就需要了解系統的工作環境。
消費類電子產品的散熱解決方案與航空電子設備中的熱管理解決方案截然不同。
展開 
熱管理解決方案 | 電子可靠性——多熱算過熱?
電源工程師如今可以使用比以往更強大的熱仿真工具,有限元分析和計算流體動力學甚至能夠為非常復雜的熱管理解決方案提供高精度的預測。
然而,這些新功能卻未解決最關鍵的問題:多熱算過熱?
電源是所有電子設備的核心。它通常需要在相對緊湊的空間中通過低成本來提供高功率和高電壓,為了滿足這些需求,電源設計人員必須充分發揮創意與技能。
但是創意需要依靠豐富的專業知識,電源設計尤為如此。為了解決電源噪聲、時序和效率要求,這全都離不開專業技術和經驗。遺憾的是,熱管理解決方案的反饋回路并非總是這樣直接。雖然令人驚嘆的強大熱工具可以非常準確地預測結溫、殼溫和環境溫度的分布情況,但是與了解具體的溫度相比,想要確定合適的溫度通常是一件更加困難的事情。
面臨風險的組件
降額方法一直是一種值得商榷的做法,但它在老式電子產品中有一定的合理性。因為一般固態機制通常需要幾十年甚至數百年,才會逐漸出現性能劣化、進而導致大量故障。降額策略更多關注的是功能(參數漂移等),其次才考慮可靠性。如今,可靠性問題已變得日益顯著,由于需要在更緊湊的空間內容納更多功能,如此精細的結構導致在幾年內或者甚至幾個月內就會發生性能劣化,即便設計人員遵守了傳統的降額方法也是如此。
展開 新能源車的熱管理系統,到底在為消費者管理什么?
熱管理系統對于許多消費者來說都算是一個知識盲區或者不太在意的點,一些聽說過熱管理的人,也大多只知道熱管理在燃油車上有,其實電動汽車也具備熱管理系統,并且,熱管理系統對于電動汽車的電器工作效率、能耗續航等方面都產生了較為重要的作用,能夠直接影響駕乘者的用車體驗。
對于日常使用電動汽車的消費者來說,熱管理系統主要出現在以下場景發揮重要作用。
▲大冬天的開車就是圖個舒服
冬天,駕乘者首先要給座椅加熱,然后把空調的溫度打上去,等一家老小上車時車內就舒舒服服的了。熱管理系統會直接影響出暖風的速度,如果熱管理系統不好,暖空調不給力,車里的人就會冷颼颼,小孩子的話還可能會感冒。還有更麻煩的事情,一段時間后空調好不容易打熱了,如果能量沒管控好,就會發現沒開多少路,里程表顯示的續航數據就嗖嗖直接往下掉,本來冬季電池溫度也相對較低,能量釋放相對受阻,這個更要命。
在夏天的時候,熱管理的作用可能相對直接一些,主要是花一些時間把車廂的溫度降下來,然而在快速制冷的過程中,熱管理系統所消耗的能量也比較關鍵。
實際上電動車熱管理系統的好壞與否,會影響車輛電器工作效率、余熱回收、能耗續航等方面的好壞,并且,這些影響會直接反饋到駕駛者和乘客的體驗之上,一套好的熱管理系統對于一臺電動車的重要性不言而喻。
我和通用的工程師交流比較多,基于Ultium奧特能電動車平臺誕生的首臺純電SUV作品——LYRIQ上,工程師們考慮到消費者用車痛點,為這臺車配備了先進的BEVHEAT高效熱管理系統,我來重點來談談我了解到的信息。
●具有高效的制熱能力
中國北方的客戶,全年有近半年的時間都處于低溫環境。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
摘要:為延長電池使用壽命,提高電池安全性,需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作,綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后,確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析,并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前,整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件,電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一,系統熱管理功能包括:(1)在電池溫度較高時進行有效散熱,防止產生熱失控事故;(2)在電池溫度較低時進行預熱,提升電池溫度,確保低溫下的充放電性能和安全性;(3)減小電池組內的溫度差異,抑制局部熱區的形成,防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動式冷卻和主動式冷卻,其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高,被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等,而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4],特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早,已經取得了一定成果,國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間,冷卻液在管道內部流動,傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約16萬公里后,Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%~85%,而且容量衰減只與行駛里程數明顯相關,而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
展開 熱仿真分享 | 動力電池PACK熱管理系統性能研究-STARCCM+
摘要:為延長電池使用壽命,提高電池安全性,需要對電池進行熱管理。電動汽車動力電池熱管理系統在理論分析、仿真建模、實驗驗證基礎上開展設計工作,綜合考慮了電池產熱原理、產熱模型、發熱功率后,確定了基于液體的熱管理模式。使用CFD軟件對所設計系統進行仿真和分析,并對工程樣機熱管理有效性進行了實驗驗證。
當前,整個電動汽車行業蓬勃發展。電池是電動汽車核心部件,電池的熱特性對整車性能、安全性、壽命及使用成本產生關鍵影響。
配置電池熱管理系統是改善電池組熱特性關鍵措施之一,系統熱管理功能包括:(1)在電池溫度較高時進行有效散熱,防止產生熱失控事故;(2)在電池溫度較低時進行預熱,提升電池溫度,確保低溫下的充放電性能和安全性;(3)減小電池組內的溫度差異,抑制局部熱區的形成,防止高溫電池過快衰減而降低電池組整體壽命[1]。
電池熱管理按照能量提供的來源分為被動式冷卻和主動式冷卻,其中只利用周圍環境冷卻的方式為被動式冷卻。隨著國家對電池能量密度、安全性、使用壽命以及快充要求的不斷提高,被動式的自然冷卻技術已經不能滿足電池散熱要求。當前主要的主動式熱管理形式有空氣強制對流熱管理、液體熱管理、熱管熱管理和相變材料熱管理等,而液體熱管理受到越來越多廠商的青睞[2-4],特別是國外車企對于液體熱管理技術研究起步早,已經取得了一定成果,國內還處于研究探索階段。公眾號-新能源電池熱管理。
TeslaMotors公司的Roadster純電動汽車采用了液冷式電池熱管理系統。冷卻管道曲折布置在電池間,冷卻液在管道內部流動,傳輸電池產生的熱量。報告顯示在行駛約16萬公里后,Roadster電池組的容量仍能維持在初始容量的80%~85%,而且容量衰減只與行駛里程數明顯相關,而與環境溫度、車齡關系不明顯[1,5]。
展開 圖解新能源|電驅動系統&功率電子和電池管理系統月度回顧
這里對8月份的電驅動系統、功率電子和電池管理系統的市場,做一個系統性的回顧。
●乘用車電機累計搭載量為47.9萬套,同比增長98.6%。新能源乘用車三合一及多合一電驅動系統搭載量為28.8萬套,同比增長136.1%,占到總配套量的60.1%,碳化硅的產品開始逐步上量。
●乘用車BMS裝機量439,454套,同比增長105.77%,整車企業通過代工BMS的方式越明顯,在拿回原來整包輸出給電池企業的方式業務,云端BMS管理開始變為各個車企的標準產品。
●OBC市場裝機量為436,210套,同比增長104.25%。這個產品價值量相對低一些,而且自己做的價值并不明顯,這使得第三方供應商較多,分布較散,車企在選擇戰略供應商進行綁定。
▲圖1.新能源系統部件月度概覽
Part 1
電池管理系統
在下面這張圖2里面,BMS裝機量還是比較清楚的:力高、華霆是和電池企業緊密連接的情況下去推進裝車。再加上Preh和UAES,前10名里沒有零部件企業的位置了。
▲圖2.電池管理系統
由于電池管理系統直接和后續云端數據管理,我們發現除了A00級車輛還是打包以外,從A級車輛的整體設計和制造,開始走入電子代工方式。
▲圖3.電池管理系統的自主開發
在這個領域沒有特別的驚喜。
Part 2
電驅動系統
如之前所述,車企抓住的還是3合一和多合一的制造環節,整個組裝由自己完成;電機切入制造,這兩點的趨勢還是比較明顯的(圖4)。
▲圖4.多合一的情況
電機是比較容易做的,隨著扁線工藝和油冷設計的普及,下一步主要看基于HEV雙電機方面的增量,這部分增速會比3合1這樣的更快(圖5)。
展開 直播 | 電子設備熱管理
4月7日 | 【Ansys*恩碩科技】電子設備熱管理
簡介:
請問您是否在為產品溫升過高煩惱?
請問您是否嘗試改進產品散熱/冷卻設計,但是效果并不理想?
請問您是否想熟練掌握電子熱仿真軟件Icepak的操作技巧,用來提升您的工作效率或自身專業技術水平?
本場網絡研討會將主要介紹Ansys Icepak基本功能以及其在電子設備熱管理上的應用案例。
合作伙伴:武漢恩碩科技有限公司
時間:16:00
地點:線上
費用:免費
點擊報名:https://v.ansys.com.cn/Live/e4d29dbe?source=jishulink
4月14日 | 【Ansys*恩碩科技】Ansys磁性元件及開關電源設計解決方案
簡介:開關電源(SMPS)是重要的電力電子設備,廣泛應用于各類消費電子、工業自動化、電力設備、航空航天、軌道交通等領域。開關電源的研發通常需要關注它的電路功能實現、損耗、發熱及EMC等問題。
展開 考慮系統體積和冷卻性能的風冷電池熱管理系統策略
高能量密度電池在充電和放電過程中會產生高熱量,如果熱量長時間聚集在一起,不僅會損害電池的使用壽命,還會增加熱失控的風險,嚴重時甚至會引起爆炸,危及人身安全。設計良好的電池熱管理系統(BTMS)可以有效散熱,提高車輛性能,保證車輛和駕駛員的安全。因此,電池熱管理系統具有重要的研究價值和理論意義。當前的研究主要集中在結構設計上,以降低系統的最高溫度為主要目的。然而,冷卻系統的體積對于電動汽車設計也很重要,卻很少受到關注。
02
成果掠影
近期,新疆大學盧浩老師團隊提出了一種新的電池熱管理系統優化策略,該策略綜合考慮系統體積和冷卻性能,可以根據實際應用確定合適的熱管理策略。所提出的方法分為四個步驟:優化系統設計、建立計算代碼、多目標優化和綜合模擬決策。基于計算流體力學(CFD)的數值模擬用于驗證優化后系統的冷卻性能。與當前三種電池熱管理系統設計相比,體積最多減少了13.01%。穩定發熱過程中,最大溫差分別降低了65.79%、40.65%和63.69%,溫度均勻度分別提高了65.87%、34.93%和60.80%。電池組非穩態發熱情況下,5C放電倍率的時候,最大溫差下降2.28 K,最大溫差和溫度均勻性分別下降57.11%和49.15%。相關研究成果以“A flexible optimization study on air-cooled battery thermal management system by considering of system volume and cooling performance”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 
國防工業電子產品的熱管理,難在哪里?
除了各種復雜的邊界條件外,國防工業電子產品熱管理的最大挑戰是碰到短暫的熱沖擊問題。這些電子產品經常處于一種極端的熱環境下。假想一架停放在加勒比海的噴氣式戰斗機,現在要去執行一項任務。飛機此時處在海平面,溫度、濕度非常合適的環境下。當飛機升空后,將處于高海拔、低于冰點溫度的環境中,在幾分鐘甚至幾秒鐘內改變電子產品的邊界條件,因此飛機中的電子產品必須可以在較大范圍的環境溫度下工作。
另外,由于軍事任務的本性,勢必導致這些電子產品承擔較大的數據處理量,同時要求較快的數據處理速度,相應低,電子產品的熱耗會隨之急劇增加。因此,惡劣的環境條件、急劇增大的芯片熱耗,使得國防工業電子產品的熱管理面臨巨大的挑戰。同時,要求產品呈現輕量化、完美的可靠性也都增加了熱設計的難度。
對許多處于大氣層或者外太空環境下的電子設備來說,重量是一個非常重要的要素。重量越輕,產品持續工作的時間越長,花費的費用越低。很明顯,由于噴氣式戰斗機、導彈、坦克等的既有特性,使得電子產品處于惡劣的熱環境下,因此國防工業電子產品的熱可靠性是一個非常重要的因素。
下圖為一個成功的電子產品中熱設計扮演的角色以及環境對它的影響,可以看出,海拔、高溫、低溫、濕度、溫度沖擊、太陽熱輻射、沖擊振動、結冰、各類惡劣環境(真菌、沙漠、灰塵、煙灰等等)均對熱設計有不同程度的影響。
下圖顯示了地球大氣至外太空環境的溫度梯度、空氣組成,軍用或航空航天電子產品將會在這樣的環境下工作。
空氣的減少及密度的改變,會極大的影響電子產品的熱管理,二者對熱管理的影響可以參考下圖:
可以清楚地看出海拔對空氣行為的影響。電子產品的熱設計必須克服各類邊界條件,滿足產品工作的環境。
展開 基于鋰電池冷空氣通道的相變材料被動電池熱管理系統的熱性能增強
電池熱管理系統分為有源 TMS、無源 TMS 和混合 TMS。被動熱管理系統,如熱管或受益于相變材料 (PCM) 的系統,可以在不消耗任何能量的情況下控制電池溫度。然而,它們的冷卻能力有限,這意味著它們的可靠性不能滿足汽車傳熱工程師的要求。另一方面,利用主動式 TMS 可以達到更大的冷卻能力,但要達到這一目的,需要消耗大量能量。此外,創建均勻的溫度分布被認為是對這些 TMS 的大膽挑戰。在混合動力電池熱管理系統中,結合了主動和被動TMS的優點,并試圖盡可能地由另一方的角色來彌補缺點,然而,當前對這種電池熱管理系統的研究很少。
02
成果掠影
近期,伊朗科技大學汽車工程學院G.R. Molaeimanesh團隊研究出一種混合動力電池熱管理系統(BTMS),基于相變材料的主動熱管理系統(TMS)和被動TMS的組合(PCM) 將電池溫度保持在合適的范圍內,同時與被動 TMS 相比具有更好的冷卻效果,并且使用比主動 TMS 更少的能量。在整個研究中,該團隊對具有三種不同冷卻管道結構和三種不同冷氣流壓力差的九個案例進行了模擬和研究。結果表明,即使在最壞的情況下,溫度的升高也是安全的、可接受的,并且對于熱管理考慮來說足夠平穩。電池的最高溫度從未超過 314 K,顯示出所提出的混合 BTMS 的完美能力。此外,人們可以注意到入口空氣越強大流或通過 PCM 體積的冷卻管道越長,電池表面溫度越低。此外,在所有模擬情況下,電池模塊內電池的最大溫差不超過 1.6 °C,證明了所提出的混合 BTMS 在電池組內創造均勻溫度分布方面的出色能力。另一方面,可以得出結論,入口氣流越強大或通過 PCM 體積的冷卻管道長度越長,觀察到的最大溫度梯度就越大。
展開 一文帶你了解汽車動力電池熱管理系統的類型、管理方案以及發展趨勢(內含視頻教程)
動力電池的組成通常包括動力電池箱、?電池模塊、?冷卻系統、?電池管理系統以及輔助元器件。?根據不同的應用場景,?動力電池可以進一步細分為磷酸鐵鋰電池、?錳酸鋰電池、?鈦酸鋰電池、?三元鋰電池等體系,?其中電池的續航能力是評價電動汽車的重要指標之一。
大家應該都知道動力電池的工作溫度會對電池性能產生很大的影響。但是會產生什么具體的影響呢?
讓我們先看一下下方兩個曲線圖
左圖的橫坐標是電池循環充放電次數,縱坐標是電池可用容量。可以看出,隨著電池的充放電次數的增加,電池的可用容量是減少的,但是溫度越高,電池的可用容量衰減越快。
右圖的橫坐標是電池工作溫度,縱坐標是電池放電功率,可以看出從-40℃到0℃的溫度區間內電池的放電功率急速上升,0℃到40℃電池的放電功率趨于平穩。而超過45℃時,電池包的放電功率會有一個極速下降。
由此可見,電池的工作需要一個適宜的溫度。這也就是電池熱管理系統存在的意義。
下方三張圖片是不同的電池熱管理系統展示圖例
電池熱管理風冷系統
電池熱管理液冷系統
電池熱管理直冷系統
電動汽車目前在汽車市場上非常常見,該行業正在迅速發展,現在高性能的動力電池系統成為推動電動汽車產業發展的重要因素。但是伴隨著能量密度提高和放電深度增加,電池熱管理問題逐漸凸顯。良好的熱管理方案能夠提高電池的壽命,保障電池性能,延長電動汽車的行駛里程。
動力電池熱管理方案概述
內置熱源型
內置熱源型熱管理方案是通過在電池內部集成加熱器或冷卻器,直接對電池進行加熱或冷卻。該方案能夠實現精確控制,但對電池結構改動較大,且成本較高。
外置熱源型
外置熱源型熱管理方案通過在電池箱外部設置加熱器或冷卻器,采用空氣或液體進行熱交換,再對電池進行加熱或冷卻。該方案具有成本低、安裝方便等優點,但可能會影響電池的穩定性。
展開 電力電子設備熱管理感悟
電力電子設備熱管理的范圍包括:熱源管控、散熱方案設計、散熱物料選型和設計、整機器件布局等,另外,含噪聲計算及其控制策略。
1. 熱源管控:功率器件選型問題,選擇結溫大、熱阻小、功耗小的器件進行設計,另外,對于熱敏器件需要嚴格控制;
2. 散熱方案:熱方案篩選,采用熱阻網絡法或集中總參法進行方案選型;
3. 對散熱物料,如散熱器、風機、冷板、水冷主機、空調等進行計算和選型;
4. 整機布局:根據器件功率大小、熱敏性程度和熱流分布進行合理布局,設計風道等措施;
5. 噪聲計算和控制策略。