Thermisch beheer van batterijpakket optimaliseren

Home " Thermisch beheer van batterijpakket optimaliseren

Optimalisatie van het thermisch beheer van batterijpakketten Door de snelle technologische ontwikkeling van vandaag hebben de prestaties en stabiliteit van accu's, als kerncomponent op het gebied van nieuwe energie, veel aandacht getrokken. Het werken in omgevingen met hoge temperaturen is echter een grote uitdaging geworden voor de batterijtechnologie. In dit artikel gaan we dieper in op de invloed van hoge temperaturen op de prestaties van batterijen en richten we ons op de sleutelrol van thermisch geleidende interfacematerialen in thermisch beheer. Door de selectie en toepassing van interfacematerialen, de richting van innovatieve ontwikkeling en hun vooruitzichten in de industrie van thermisch beheer, krijgen we een uitgebreid inzicht in het belang van dit gebied en leggen we een solide basis voor de toekomstige verbetering van batterijtechnologie.

Het effect van een omgeving met hoge temperatuur op de prestaties van batterijen

Een hoge temperatuur kan schadelijk zijn voor de batterij; hieronder volgen enkele van de nadelige effecten van een verhoogde interne temperatuur op de batterij:

Het bereik van het batterijpakket zal drastisch afnemen: accupacks maken over het algemeen gebruik van lithiumbatterijen. Lithiumaccu's moeten doorgaans bij een stabiele temperatuur werken om de maximale actieradius te bereiken. Als de interne temperatuur van de accu te hoog wordt, neemt de chemische reactiesnelheid drastisch toe; het actieve materiaal in de accu zal sneller reageren met de elektrolyt, waardoor de elektrische energieproductie afneemt.

Ongelijke capaciteit tussen cellen: Doordat de cellen in de fabriek in verschillende toestanden verkeren, hebben bepaalde cellen meer last van hoge temperaturen, waardoor hun capaciteit sneller afneemt en ze eerder defect raken. Dit vermindert de efficiëntie van het totale accupakket.

Verhoogd risico op veiligheidsrisico's in batterijpakken:Hoge temperaturen kunnen leiden tot ongecontroleerde chemische reacties binnen de batterijcel, wat kan leiden tot oververhitting, lekkage en zelfs thermische runaway, wat kan leiden tot explosie van de batterij, een riskant gevaar voor elektronische apparatuur en nieuwe energievoertuigen.

Thermisch geleidende interfacematerialen

Thermisch geleidend interfacemateriaal wordt gebruikt voor de geleidende eigenschappen van het materiaal, meestal gebruikt om de ruimte tussen de warmtebron en het koellichaam op te vullen of te bedekken. In het warmtedissipatiescenario moet de ontwerpingenieur rekening houden met deze kwestie omdat de thermische interfacematerialen de stabiliteit van de prestaties van de scène bij hoge gebruikstemperaturen moeten handhaven tijdens de periode voor de storing. Anders zal dit de thermische efficiëntie van het apparaat beïnvloeden en het risico op thermische runaway vergroten.

Gebruikelijke thermische interfacematerialen zijn thermisch geleidend siliconenvet, thermisch geleidende lijmthermisch geleidende afstandhouder, metaalfilm, mengsel van keramische deeltjes met hoge thermische geleidbaarheid, enz. Bij de keuze van de thermische interface moet rekening worden gehouden met het bereik van de hoge temperatuur, de druk, de chemische omgeving en de thermische geleidbaarheid onder een omgeving met hoge temperatuur. Verschillende materialen gedragen zich verschillend bij hoge temperaturen, dus het kiezen van een geschikt thermisch geleidend materiaal is noodzakelijk afhankelijk van het scenario en de toepassing.

Met de krachtige ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen en energieopslagapparaten worden thermische interfacematerialen steeds vaker gebruikt bij de interne toepassing van accu'sDit is erg belangrijk voor de warmtegeleiding van accupacks omdat de prestaties van thermische interfacematerialen direct bepalend zijn voor de prestaties van het koellichaam.

Binnenin de batterij wordt de thermische interface voornamelijk gebruikt voor deze drie aspecten:

1. Thermisch beheer: Tijdens het werken moet de warmte van de batterijcel worden afgevoerd naar het koellichaam of deze warmteafvoerstructuur om ervoor te zorgen dat de batterijcel zich in het juiste bedrijfstemperatuurbereik bevindt.

2. Vullen: Wanneer de batterijmodule is geïnstalleerd, kan het warmtegeleidende interfacemateriaal de ruimte tussen de componenten opvullen en de warmteoverdracht verbeteren.

3. Inkapseling: Het omhulsel van de batterij moet ook thermisch geleidend zijn om te zorgen dat het warmte kan geleiden, en thermisch geleidende interfacematerialen kunnen het geleidend vermogen versterken.

Interfacematerialen spelen een rol in het batterijpak om het thermisch beheer te optimaliseren en de veiligheid en prestaties van het batterijpak te verbeteren.

Selectie en toepassing van interfacematerialen

De juiste selectie van thermische interfacematerialen kan een positieve invloed hebben op de prestaties van het apparaat, het risico op defecten en de efficiëntie van de warmteoverdracht van koellichamen, vooral voor toepassingen die een hoge warmteafvoer vereisen, zoals elektronische apparaten, auto's en energiesystemen. De volgende factoren zijn essentieel voor de juiste keuze van thermische interfacematerialen:

1. Warmtegeleidingsvermogen van het materiaal: Gewone metalen zoals koper en aluminium hebben een zeer hoge thermische geleidbaarheid en worden daarom vaak gebruikt als thermische interfacematerialen, naast organische niet-metalen materialen zoals siliconenvet en keramische deeltjesmengsels die ook vaak worden gebruikt als thermische interfacematerialen.

2. Vlakheid van het oppervlak: Omdat het warmtegeleidende interfacemateriaal de spleet moet opvullen, zijn de vlakheid van het oppervlak en het aanpassingsvermogen van het materiaal van kritisch belang.

3. Chemische compatibiliteit: thermisch geleidende interfacematerialen moeten compatibel zijn met de omgeving en de materialen in contact en mogen geen corrosie en gerelateerde chemische reacties veroorzaken.

4. Toepassingsmodus: het materiaal heeft verschillende vormen, zoals pasta, film, pakking, enz. en moet worden gebaseerd op het toepassingsscenario om de juiste toepassingsmodus te kiezen.

5. Duurzaamheid van het materiaal: Thermische interfacematerialen werken vaak in omgevingen met hoge temperaturen en hebben daarom een goede duurzaamheid nodig om afbladderen, veroudering en ontbinding en schade aan de apparatuur te voorkomen, naast de duurzaamheid van het materiaal zelf, afgezien van de noodzaak van regelmatig onderhoud.

Innovaties en vooruitzichten op het gebied van interfacematerialen

Thermische interfacematerialen spelen een cruciale rol in het thermisch beheer van batterijen in omgevingen met hoge temperaturen en op het gebied van elektronica met hoog energieverbruik. Daarom hebben veel mensen in de industrie veel onderzoek gedaan naar dit materiaal om een efficiënter materiaal te krijgen. Hieronder volgen de innovaties op het gebied van thermische interfacematerialen en de bijbehorende vooruitzichten.

Ontwerp en synthese van multifunctionele interfaciale materialen

Onderzoek en ontwerp van multifunctionele thermische interface materialen om de complexe hoge-temperatuur omgeving te bereiken in de geleidende, thermische geleidbaarheid, compatibiliteit en andere toepassingen, en de toepassing ervan te verbreden voor flexibele elektronica en andere opkomende gebieden.

Nanomaterialen

De prestaties van thermische interfacematerialen verbeteren door gebruik te maken van de eigenschappen van nanomaterialen om de energiedichtheid en het vermogen van batterijen te verbeteren.

Milieuvriendelijke materialen

Met de algemene bezorgdheid over milieubescherming in en buiten de industrie, neemt de vraag naar milieuvriendelijke materialen voor thermische interfacematerialen ook toe, dus relevante vakmensen bestuderen ook de toepassing van biologisch afbreekbare materialen in batterijen en het verminderen van het verbruik van hulpbronnen.

Vanuit de algemene trend zal de innovatieve ontwikkeling van thermische interfacematerialen de resultaten van vele gebieden aanzienlijk beïnvloeden en de technologische doorbraak van gerelateerde materialen zal de ontwikkeling van de thermische managementindustrie bevorderen.

Samenvatting

De oververhittingsomgeving zal de prestaties van de apparatuur schaden, dus de keuze van thermische interfacematerialen is cruciaal. De prestaties zijn direct van invloed op de reguliere werking van de apparatuur; innovatieve materialen, waaronder het ontwerp van thermische interfacematerialen en nanomateriaaltoepassingen, zullen de ontwikkeling van het materiaalgebied bevorderen en de industrie voor thermisch beheer zal een belangrijke rol spelen bij de bevordering ervan.