Análise de resistência térmica do projeto de gerenciamento térmico da bateria
Definição de resistência térmica (resistência térmica)
Em condições normais, a transferência de calor é realizada por três vias: condução, convecção e radiação. Condução é a transferência de fluxo de calor de alta temperatura para baixa temperatura através do contato de objetos. Quanto melhor a condutividade térmica do objeto, melhor a condutividade térmica. Em termos gerais, o metal tem a melhor condutividade térmica; convecção é a transferência de fluxo de calor através do fluxo de objetos. Quanto mais rápida a taxa de fluxo de líquido e gás, mais calor é retirado; a radiação não requer um meio intermediário específico e envia calor diretamente para fora, e o efeito é melhor no vácuo. A baixa condutividade térmica é a resistência encontrada pelo calor no caminho do fluxo de calor, refletindo o tamanho da capacidade de transferência de calor do meio ou entre os meios. Quando o calor é transferido dentro de um objeto (geralmente de alta temperatura para baixa temperatura), a resistência encontrada é chamada de resistência térmica. Quando o calor flui através da interface de dois sólidos em contato, a própria interface apresenta uma resistência térmica significativa ao fluxo de calor, que é chamada de resistência térmica de contato. No processo de transferência de calor convectiva, a resistência térmica entre a parede sólida e o fluido é chamada de resistência térmica de transferência de calor convectiva. A resistência térmica quando dois objetos com temperaturas diferentes irradiam calor um para o outro é chamada de resistência térmica de radiação.
Causas da resistência térmica
As principais causas da resistência térmica são as seguintes: Condutividade térmica dos materiais: Diferentes materiais têm diferentes condutividades térmicas. Materiais com baixa condutividade térmica, como alguns materiais isolantes, terão uma obstrução maior ao fluxo de calor, resultando em maior resistência térmica. Por exemplo, a condutividade térmica do ar é baixa, e a transferência de calor será significativamente prejudicada na presença de uma camada de ar. Resistência térmica de contato: Quando duas superfícies sólidas estão em contato, a área de contato real é menor do que a área de contato aparente devido a fatores como rugosidade da superfície, pressão insuficiente, presença de impurezas ou camadas de óxido, resultando em resistência térmica de contato. Por exemplo, em dispositivos eletrônicos, a resistência térmica de contato resultará se o contato entre o chip e o dissipador de calor não for completamente firme. Geometria e tamanho: Fatores geométricos como formato, espessura e comprimento de um objeto afetam o caminho de transferência de calor, resultando em resistência térmica. Objetos mais longos e finos têm um caminho mais longo para o fluxo de calor, e a resistência térmica é relativamente grande. Obstrução da radiação térmica: A radiação térmica é uma forma importante de transferência de calor em ambientes de alta temperatura. No entanto, a resistência térmica ocorrerá se houver objetos ou superfícies que bloqueiem a radiação térmica. Resistência ao fluxo de fluido: No caso de transferência de calor envolvendo fluido (líquido ou gás), fatores como vazão, viscosidade, formato e tamanho do canal afetarão o efeito de transferência de calor e gerarão resistência térmica.
Como reduzir a resistência térmica de contato no gerenciamento térmico da bateria
1. Otimize a rugosidade da superfície de contato: por meio do processamento fino, reduza a rugosidade da superfície de contato, torne o contato mais compacto e suave, reduzindo assim a resistência térmica do contato.
2. Selecione materiais de contato adequados: use materiais de interface com boa condutividade térmica, como almofadas de silicone condutoras de calor, géis condutores de calor, etc., para preencher as pequenas lacunas entre as superfícies de contato e melhorar a transferência de calor.
3. Aumente a pressão de contato: Aumente adequadamente a pressão de contato entre a bateria e o componente de dissipação de calor, mas tome cuidado para não exceder a faixa de tolerância da bateria para reduzir a folga de contato e melhorar a eficiência da transferência de calor.
4. Tratamento de superfície: Execute um tratamento de superfície especial na superfície de contato, como revestimento de prata, revestimento de ouro, etc., para melhorar a condutividade térmica da superfície.
5. Otimize o processo de instalação: garanta precisão e consistência durante o processo de instalação para evitar desvios de instalação que levem a mau contato.
6. Manutenção e inspeção regulares: limpe a sujeira, óxidos, etc. na superfície de contato a tempo para mantê-la limpa e com boa condutividade térmica.
