Anàlisi de la resistència tèrmica del disseny de gestió tèrmica de la bateria
Definició de resistència tèrmica (Thermal resistance).
En condicions normals, la transferència de calor es realitza per tres vies: conducció, convecció i radiació. La conducció és la transferència de flux de calor d'alta temperatura a baixa temperatura mitjançant el contacte d'objectes. Com millor sigui la conductivitat tèrmica de l'objecte, millor serà la conductivitat tèrmica. En termes generals, el metall té la millor conductivitat tèrmica; La convecció és la transferència del flux de calor a través del flux d'objectes. Com més ràpid sigui el cabal de líquid i gas, més calor s'elimina; La radiació no requereix un mitjà intermedi específic i envia directament calor i l'efecte és millor al buit. La mala conductivitat tèrmica és la resistència que troba la calor en el camí del flux de calor, que reflecteix la mida de la capacitat de transferència de calor del medi o entre els mitjans. Quan es transfereix calor a l'interior d'un objecte (normalment d'alta temperatura a baixa temperatura), la resistència que es troba s'anomena resistència tèrmica. Quan la calor flueix a través de la interfície de dos sòlids en contacte, la mateixa interfície presenta una resistència tèrmica significativa al flux de calor, que s'anomena resistència tèrmica de contacte. En el procés de transferència de calor convectiva, la resistència tèrmica entre la paret sòlida i el fluid s'anomena resistència tèrmica de transferència de calor convectiva. La resistència tèrmica quan dos objectes amb temperatures diferents irradien calor entre si s'anomena resistència tèrmica a la radiació.
Causes de la resistència tèrmica
Les principals causes de la resistència tèrmica són les següents: Conductivitat tèrmica dels materials: Els diferents materials tenen diferents conductivitats tèrmiques. Els materials amb baixa conductivitat tèrmica, com alguns materials aïllants, tindran una major obstrucció al flux de calor, el que resulta en una major resistència tèrmica. Per exemple, la conductivitat tèrmica de l'aire és baixa i la transferència de calor es veurà obstaculitzada significativament en presència d'una capa d'aire. Resistència tèrmica de contacte: quan dues superfícies sòlides estan en contacte, l'àrea de contacte real és menor que l'àrea de contacte aparent a causa de factors com ara la rugositat de la superfície, la pressió insuficient, la presència d'impureses o capes d'òxid, donant lloc a una resistència tèrmica de contacte. Per exemple, en dispositius electrònics, es produirà una resistència tèrmica de contacte si el contacte entre el xip i el dissipador de calor no és completament ajustat. Geometria i mida: factors geomètrics com la forma, el gruix i la longitud d'un objecte afecten el camí de transferència de calor, donant lloc a una resistència tèrmica. Els objectes més llargs i prims tenen un camí més llarg per al flux de calor i la resistència tèrmica és relativament gran. Obstrucció per radiació tèrmica: la radiació tèrmica és una forma important de transferir calor en ambients d'alta temperatura. Tanmateix, la resistència tèrmica es produirà si hi ha objectes o superfícies que bloquegen la radiació tèrmica. Resistència al flux de fluids: en el cas de la transferència de calor amb fluids (líquid o gas), factors com el cabal, la viscositat, la forma i la mida del canal afectaran l'efecte de transferència de calor i generaran resistència tèrmica.
Com reduir la resistència tèrmica de contacte en la gestió tèrmica de la bateria
1. Optimitzar la rugositat de la superfície de contacte: mitjançant un processament fi, reduir la rugositat de la superfície de contacte, fer que el contacte sigui més compacte i suau, reduint així la resistència tèrmica de contacte.
2. Seleccioneu materials de contacte adequats: utilitzeu materials d'interfície amb bona conductivitat tèrmica, com ara pastilles de silicona conductores tèrmiques, gels conductors tèrmics, etc., per omplir els petits buits entre les superfícies de contacte i millorar la transferència de calor.
3. Augmenteu la pressió de contacte: augmenteu adequadament la pressió de contacte entre la bateria i el component de dissipació de calor, però aneu amb compte de no superar el rang de tolerància de la bateria per reduir la bretxa de contacte i millorar l'eficiència de la transferència de calor.
4. Tractament superficial: realitzeu un tractament superficial especial a la superfície de contacte, com ara platejat, daurat, etc., per millorar la conductivitat tèrmica de la superfície.
5. Optimitzar el procés d'instal·lació: Assegureu-vos de la precisió i la coherència durant el procés d'instal·lació per evitar desviacions d'instal·lació que condueixin a un mal contacte.
6. Manteniment i inspecció regular: Netegeu la brutícia, òxids, etc. de la superfície de contacte a temps per mantenir la superfície de contacte neta i tenir una bona conductivitat tèrmica.
