Gestione termica: L'importanza e i vantaggi di prestazioni ottimali
Prefazione
La gestione termica, in breve, è il processo di regolazione e di controllo della temperatura e della differenza di temperatura di un oggetto target mediante il riscaldamento o il raffreddamento e altri metodi correlati. per componenti come le batterie. I principi di base coinvolti nei tre processi di trasferimento del calore sono la conduzione termica, il trasferimento di calore convettivo o l'irraggiamento termico; questi tre processi comportano differenze di temperatura, quindi il processo di gestione termica deve consumare energia, in modo che l'oggetto bersaglio e l'ambiente esterno producano una differenza di temperatura.
I suoi scenari applicativi sono molto ampi, è stato ampiamente utilizzato nell'industria, nell'industria delle comunicazioni, nell'elettronica di consumo, nei server, nell'immagazzinamento di energia, nei veicoli a nuova energia e in altri scenari, il funzionamento normale e stabile delle apparecchiature o dei componenti elettronici pertinenti ha un ruolo molto positivo, e con il rapido sviluppo delle industrie pertinenti, anche l'industria della gestione termica sarà sempre più oggetto di attenzione.
Indice dei contenuti
La gestione termica è importante per diversi motivi
- La gestione termica può prevenire il surriscaldamento e i guasti del sistema: Con il rapido sviluppo degli scenari applicativi legati alla gestione termica, il funzionamento delle apparecchiature interessate aumenta, il lavoro dei componenti accumula una grande quantità di calore. Un accumulo eccessivo di calore può causare il danneggiamento dei componenti elettronici, il degrado delle prestazioni dell'apparecchiatura o addirittura il collasso dell'intero sistema. Grazie a ragionevoli misure di gestione termica, è possibile dissipare efficacemente il calore per garantire il funzionamento del sistema entro un intervallo di temperatura appropriato e migliorare l'affidabilità del sistema.
- Attraverso la gestione termica: le prestazioni e la durata delle apparecchiature possono essere notevolmente migliorate. Prendiamo come esempio gli attuali telefoni cellulari comunemente utilizzati: a causa della struttura interna del layout del telefono cellulare, piuttosto compatta, ci sono fondamentalmente pochissimi spazi tra i vari componenti elettronici. Se il calore della batteria e del processore non può essere scaricato in modo tempestivo, si ripercuoterà sulle varie temperature degli altri componenti, interrompendo così il coordinamento dei vari componenti hardware, con ripercussioni non solo sulle prestazioni del dispositivo, ma anche sulla durata del telefono cellulare.
- Dal punto di vista della necessità di sicurezza: Il sistema di gestione termica è indispensabile nelle industrie correlate, ad esempio nell'industria dell'accumulo di energia, con la crescita della scala dell'impianto di accumulo di energia, il numero di batterie e l'aumento di potenza, accumuleranno molto calore durante il funzionamento, se non è efficace e tempestiva la dissipazione del calore, causerà gravi conseguenze di fuga termica. Pertanto, una gestione termica efficace è di grande importanza per la sicurezza.
- La gestione termica può migliorare l'utilizzo dell'energia: Nei veicoli a nuova energia, un ambiente di lavoro troppo alto o troppo basso influisce sulle prestazioni della batteria, compromettendo così l'autonomia della nuova energia. Grazie a una strategia di gestione termica ragionevole ed efficace, la temperatura di esercizio può essere mantenuta a una temperatura ragionevole, riducendo il consumo energetico e i costi operativi.
In sintesi, l'importanza della gestione termica si riflette nella prevenzione del surriscaldamento e dei guasti del sistema, nel miglioramento delle prestazioni e della durata, nelle considerazioni sulla sicurezza, nonché nell'efficienza energetica e nel risparmio economico e in altri aspetti.
Industria e applicazioni della gestione termica
L'industria della gestione termica nel settore delle batterie di potenza e dell'accumulo di energia è la più utilizzata. La batteria di potenza nel campo della gestione termica dei veicoli a nuova energia è quella in più rapida crescita, con l'aumento del tasso di penetrazione del mercato dei veicoli a nuova energia e l'aggiornamento delle prestazioni dei prodotti correlati, il sistema di gestione termica nello spazio e nel valore del mercato della nuova energia è enorme.
La gestione termica dei veicoli a nuova energia ha un significato multiplo, prima di tutto, la gamma di nuova energia quando i consumatori sono più preoccupati di uno degli indicatori, il sistema di gestione termica può controllare efficacemente la temperatura della batteria, per evitare il surriscaldamento del pacco batteria freddo causato dal declino delle prestazioni della batteria, per migliorare l'efficienza della batteria per estendere l'autonomia del veicolo.
In secondo luogo, la sicurezza della batteria di alimentazione può essere migliorata; la batteria di alimentazione è la fonte di energia e i componenti principali dei veicoli a nuova energia, il sistema di gestione termica attraverso il sistema BMS può controllare efficacemente la temperatura di lavoro, prevenire la fuga termica causata da esplosioni e incendi e altri incidenti, per proteggere la sicurezza dei veicoli e dei passeggeri.
Infine, con lo sviluppo dell'industria dei veicoli a energia nuova, anche i dipartimenti competenti per le prestazioni di sicurezza e i requisiti di qualità dei veicoli sono sempre più elevati; le leggi e i regolamenti in materia richiedono inoltre che le aziende automobilistiche dispongano di adeguate capacità di gestione termica per garantire la sicurezza e la qualità del veicolo.
Efficace tecnologia di gestione termica
Prendendo come esempio il settore dei veicoli elettrici, le attuali soluzioni di gestione termica possono essere suddivise grossomodo in quattro tipi: raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento diretto e materiali a scambio di fase.
Raffreddamento ad aria è il metodo più comune e semplice per dissipare il calore, utilizzando il flusso d'aria naturale o la ventola per soffiare via il calore assorbito dal radiatore. Ha i vantaggi del basso costo, della semplicità di installazione, dell'affidabilità e della facilità di manutenzione, ecc. Tuttavia, è influenzato dall'ambiente ed è stato maggiormente utilizzato nei primi veicoli elettrici.
Il raffreddamento a liquido può essere suddiviso in raffreddamento a liquido a piastra fredda Il raffreddamento a liquido a piastra fredda è un tipo di dissipazione indiretta del calore, attraverso il contatto tra la piastra di raffreddamento e la batteria, l'uso di liquido refrigerante nella piastra fredda e nella batteria per lo scambio di calore e attraverso il canale di raffreddamento per sottrarre il calore. Il raffreddamento a liquido sommerso è un metodo di dissipazione del calore in cui il modulo della batteria è immerso in un liquido di raffreddamento isolato per lo scambio di calore. Il raffreddamento a liquido presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di scambio termico e di un calore uniforme, ma il costo è più elevato.
Il raffreddamento diretto del refrigerante consiste nell'utilizzare il refrigerante dell'intero sistema di condizionamento dell'aria del veicolo per convogliare direttamente il refrigerante nell'evaporatore interno della batteria, dove il refrigerante evapora e rimuove efficacemente il calore dal sistema della batteria. Questo design è semplice e facile da smontare, con bassi costi di manutenzione. Tuttavia, il riscaldamento diretto non è possibile ed è necessario un sistema di riscaldamento aggiuntivo.
Materiali a cambiamento di fase possono essere suddivisi in materiali inorganici a cambiamento di fase, materiali organici a cambiamento di fase e materiali compositi a cambiamento di fase. Grazie all'assorbimento di calore e al processo esotermico, la temperatura del sistema è uniforme e può raggiungere l'effetto di una temperatura approssimativamente costante. La struttura è semplice, la massa piccola e le caratteristiche del calore latente enormi, ma il costo di sostituzione è elevato e la stabilità è scarsa.
Sintesi
La gestione termica con lo sviluppo delle industrie correlate, i dipartimenti competenti per il consumo energetico e la sicurezza dell'importanza della richiesta di stabilità dei prodotti da parte dei clienti, ha ricevuto sempre più attenzione da parte della maggior parte dei produttori. Le sue caratteristiche di mantenimento della stabilità del sistema, di miglioramento delle prestazioni, di miglioramento della sicurezza e di riduzione dei costi sono inoltre apprezzate dall'industria di riferimento. Pertanto, con il continuo sviluppo della tecnologia dei materiali correlati, saranno applicate sempre più soluzioni e lo scenario applicativo della gestione termica sarà ulteriormente ampliato.
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