Akun lämmönhallintatekniikka

Lämmönhallinta on prosessi, jossa akut ja muut komponentit käyttävät lämmitys- tai jäähdytysmenetelmiä kohdekohteen lämpötilan ja lämpötilaeron säätelemiseen ja ohjaamiseen. Lämmönhallinnan perusperiaatteita ovat lämmönjohtavuus, konvektiivinen lämmönsiirto tai lämpösäteily, joihin kaikkiin liittyy lämpötilaeroja. Siksi lämmönhallintaprosessi vaatii energiankulutusta lämpötilaeron luomiseksi kohteen ja ulkoisen ympäristön välille. Sen sovellusskenaariot ovat hyvin erilaisia, ja sitä on käytetty laajalti sellaisilla aloilla kuin teollisuus, viestintä, kulutuselektroniikka, palvelimet, energian varastointi, uudet energiaajoneuvot jne. Sillä on erittäin myönteinen vaikutus siihen liittyvien laitteiden normaaliin ja vakaaseen toimintaan. tai elektronisia komponentteja. Lähitoimialojen nopean kehityksen myötä myös lämmönhallintateollisuutta arvostetaan yhä enemmän.

Lämmönhallinnan merkitys:

1. Lämmönhallinta voi estää ylikuumenemisen ja järjestelmähäiriöt. Lämmönhallintaan liittyvien sovellusskenaarioiden nopean kehityksen myötä niihin liittyvien laitteiden toiminnot lisääntyvät ja komponenttien toimintaan kertyy suuri määrä lämpöä. Liiallinen lämmön kerääntyminen voi johtaa elektronisten komponenttien vaurioitumiseen, laitteiden suorituskyvyn heikkenemiseen ja jopa koko järjestelmän romahtamiseen. Toteuttamalla järkeviä lämmönhallintatoimenpiteitä lämpöä voidaan tehokkaasti hajauttaa, mikä varmistaa järjestelmän toiminnan sopivalla lämpötila-alueella ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.

2. Lämmönhallinnan avulla laitteiden suorituskykyä ja käyttöikää voidaan parantaa huomattavasti. Yleisesti käytetyt matkapuhelimet esimerkkinä puhelimien sisäisen rakenteen kompaktista järjestelystä johtuen erilaisten elektronisten komponenttien välillä ei juurikaan ole aukkoja. Jos akun ja prosessorin lämpöä ei voida purkaa ajoissa, se vaikuttaa muiden komponenttien erilaisiin lämpötiloihin ja häiritsee erilaisten laitteiden koordinoitua työtä, mikä ei vaikuta pelkästään laitteen suorituskykyyn vaan myös puhelimen käyttöikään.

3. Turvallisuuden välttämättömyyden näkökulmasta. Lämmönhallintajärjestelmät ovat välttämättömiä asiaan liittyvillä toimialoilla. Energian varastointiteollisuudesta esimerkkinä energian varastointiasemien koon kasvaessa ja akkujen määrän ja tehon kasvaessa toiminnan aikana kertyy suuri määrä lämpöä. Jos tehokasta ja oikea-aikaista lämmönpoistoa ei saavuteta, se johtaa vakaviin lämmönpoiston seurauksiin. Siksi tehokas lämmönhallinta on erittäin tärkeää turvallisuuden kannalta.

4. Lämmönhallinta voi parantaa energian käytön tehokkuutta. Uusissa energiaajoneuvoissa korkea tai matala työympäristö voi vaikuttaa akun suorituskykyyn ja siten vaikuttaa uusien energiaajoneuvojen valikoimaan. Kohtuullisten ja tehokkaiden lämmönhallintastrategioiden avulla työlämpötila voidaan pitää kohtuullisessa lämpötilassa, energiankulutusta voidaan vähentää ja käyttökustannuksia voidaan vähentää.

Uusien energiaparistojen lämmönhallintatekniikoiden tyypit:

Ilmajäähdytys on yleinen ja yksinkertainen tapa lämmönpoistoon, jossa jäähdyttimen absorboima lämpö puhalletaan pois luonnollisen ilmavirran tai puhaltimien avulla. Sen etuna on alhainen hinta, yksinkertainen asennus, luotettavuus ja helppo huolto, mutta ympäristö vaikuttaa siihen suuresti, ja varhaiset sähköajoneuvojen sovellukset olivat yleisempiä.

Nestejäähdytys voidaan jakaa kylmälevynestejäähdytykseen ja upotusnestejäähdytykseen. Kylmälevynestejäähdytys on epäsuora lämmönpoistomenetelmä, jossa kylmälevyssä oleva jäähdytysneste vaihtaa lämpöä akun kanssa koskettamalla jäähdytyslevyä ja poistamalla lämpöä jäähdytyskanavan kautta. Upotusnestejäähdytys on lämmönpoistomenetelmä, jossa akkumoduulit upotetaan eristävään jäähdytysnesteeseen lämmönvaihtoa varten. Nestejäähdytyksellä on etuja, kuten korkea lämmönsiirtotehokkuus ja tasainen lämmön intensiteetti, mutta sen hinta on suhteellisen korkea.

Suora kylmäainejäähdytys tarkoittaa kylmäaineen käyttöä ajoneuvon ilmastointijärjestelmästä kylmäaineen ohjaamiseksi suoraan akun sisällä olevaan höyrystimeen. Kylmäaine haihtuu höyrystimessä ja ottaa tehokkaasti lämmön pois akkujärjestelmästä. Tämä rakenne on yksinkertainen ja helppo purkaa, ja sen ylläpitokustannukset ovat alhaiset myöhemmässä vaiheessa. Suora lämmitys ei kuitenkaan ole mahdollista ja lisälämmitysjärjestelmiä on lisättävä.

Vaiheenmuutosmateriaalit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: epäorgaaniset faasinmuutosmateriaalit, orgaaniset faasinmuutosmateriaalit ja komposiittifaasinmuutosmateriaalit. Lämmön imemis- ja vapautumisprosessilla, jolla on vakaa järjestelmän lämpötila, voidaan saavuttaa likimääräinen vakiolämpötilavaikutus, ja sitä on sovellettu monilla aloilla. Sillä on yksinkertainen rakenne, pieni massa ja valtavat piilevät lämpöominaisuudet, mutta korkeat vaihtokustannukset ja huono vakaus.

Muihin liittyvien toimialojen kehittyessä, asianomaisten osastojen energiankulutuksen ja turvallisuuden tärkeydessä sekä asiakkaiden vaatimuksissa vastaavien tuotteiden vakauteen, valmistajat ovat arvostaneet lämmönhallintaa yhä enemmän. Sen ominaisuudet ylläpitävät järjestelmän vakautta, parantavat suorituskykyä, parantavat turvallisuutta ja vähentävät kustannuksia ovat myös alan ammattilaisten suosimia. Siksi siihen liittyvän materiaaliteknologian jatkuvan kehityksen myötä ratkaisuja otetaan käyttöön yhä enemmän ja lämmönhallinnan sovellusskenaarioita laajennetaan entisestään.