Thermische weerstandsanalyse van het ontwerp van het thermische beheer van batterijen
Thermische weerstand (Thermische weerstand) definitie
Onder normale omstandigheden vindt warmteoverdracht plaats via drie manieren: geleiding, convectie en straling. Geleiding is de overdracht van warmtestroom van hoge temperatuur naar lage temperatuur door contact van objecten. Hoe beter de thermische geleidbaarheid van het object, hoe beter de thermische geleidbaarheid. Over het algemeen heeft metaal de beste thermische geleidbaarheid; convectie is de overdracht van warmtestroom door de stroming van objecten. Hoe sneller de stroomsnelheid van vloeistof en gas, hoe meer warmte wordt afgevoerd; straling vereist geen specifiek tussenmedium en stuurt warmte direct naar buiten, en het effect is beter in een vacuüm. Slechte thermische geleidbaarheid is de weerstand die warmte ondervindt op het warmtestroompad, wat de grootte van de warmteoverdrachtscapaciteit van het medium of tussen media weerspiegelt. Wanneer warmte wordt overgedragen binnen een object (meestal van hoge temperatuur naar lage temperatuur), wordt de weerstand die wordt ondervonden thermische weerstand genoemd. Wanneer warmte door de interface van twee contact makende vaste stoffen stroomt, vertoont de interface zelf een aanzienlijke thermische weerstand tegen de warmtestroom, wat contactthermische weerstand wordt genoemd. In het proces van convectieve warmteoverdracht wordt de thermische weerstand tussen de vaste wand en de vloeistof convectieve warmteoverdracht thermische weerstand genoemd. De thermische weerstand wanneer twee objecten met verschillende temperaturen warmte naar elkaar uitstralen, wordt stralingsthermische weerstand genoemd.
Oorzaken van thermische weerstand
De belangrijkste oorzaken van thermische weerstand zijn als volgt: Thermische geleidbaarheid van materialen: Verschillende materialen hebben verschillende thermische geleidbaarheden. Materialen met een lage thermische geleidbaarheid, zoals sommige isolatiematerialen, zullen een grotere belemmering voor warmtestroom hebben, wat resulteert in een verhoogde thermische weerstand. Bijvoorbeeld, de thermische geleidbaarheid van lucht is laag en warmteoverdracht zal aanzienlijk worden belemmerd in de aanwezigheid van een luchtlaag. Contact thermische weerstand: Wanneer twee vaste oppervlakken in contact zijn, is het werkelijke contactoppervlak kleiner dan het schijnbare contactoppervlak vanwege factoren zoals oppervlakteruwheid, onvoldoende druk, de aanwezigheid van onzuiverheden of oxidelagen, wat resulteert in contact thermische weerstand. Bijvoorbeeld, in elektronische apparaten zal contact thermische weerstand ontstaan als het contact tussen de chip en de koelplaat niet volledig strak is. Geometrie en grootte: Geometrische factoren zoals de vorm, dikte en lengte van een object beïnvloeden het warmteoverdrachtspad, wat resulteert in thermische weerstand. Langere en dunnere objecten hebben een langer pad voor warmtestroom en de thermische weerstand is relatief groot. Thermische stralingsobstructie: Thermische straling is een belangrijke manier van warmteoverdracht in omgevingen met hoge temperaturen. Thermische weerstand zal echter optreden als er objecten of oppervlakken zijn die thermische straling blokkeren. Vloeistofstroomweerstand: In het geval van warmteoverdracht met vloeistof (vloeistof of gas), zullen factoren zoals de stroomsnelheid, viscositeit, vorm en grootte van het kanaal het warmteoverdrachtseffect beïnvloeden en thermische weerstand genereren.
Hoe de contactthermische weerstand in het thermische beheer van batterijpakketten te verminderen
1. Optimaliseer de ruwheid van het contactoppervlak: Verminder door middel van fijne bewerking de ruwheid van het contactoppervlak, maak het contact compacter en gladder, waardoor de thermische contactweerstand wordt verlaagd.
2. Selecteer geschikte contactmaterialen: Gebruik interfacematerialen met een goede thermische geleidbaarheid, zoals thermisch geleidende siliconenpads, thermisch geleidende gels, enz., om de kleine openingen tussen de contactoppervlakken op te vullen en de warmteoverdracht te verbeteren.
3. Verhoog de contactdruk: Verhoog de contactdruk tussen de batterij en het warmteafvoercomponent op de juiste manier, maar zorg ervoor dat u het tolerantiebereik van de batterij niet overschrijdt om de contactopening te verkleinen en de warmteoverdrachtsefficiëntie te verbeteren.
4. Oppervlaktebehandeling: Voer een speciale oppervlaktebehandeling uit op het contactoppervlak, zoals verzilveren, vergulden, enz., om de thermische geleidbaarheid van het oppervlak te verbeteren.
5. Optimaliseer het installatieproces: zorg voor nauwkeurigheid en consistentie tijdens het installatieproces om installatieafwijkingen die tot slecht contact leiden te voorkomen.
6. Regelmatig onderhoud en inspectie: Verwijder vuil, oxiden, enz. op tijd van het contactoppervlak om het contactoppervlak schoon te houden en een goede thermische geleidbaarheid te behouden.
