汽车电子应用

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动力电池与充电桩

散热原理及散热方式介绍

    电子产品部件中大量使用集成电路。众所周知,高温是集成电路的大敌。高温不但会导致设备运行不稳,使用寿命缩短,甚至有可能使某些部件烧毁,携带式设备还会对人体造成伤害。

    导致高温的热量不是来自电子设备外,而是电子设备内部,或者说是集成电路内部。散热部件的作用就是将这些热量吸收,发散到设备内或者设备外,保证电子部件的温度正常。

   
    散热方式可简分为被动散热及主动散热

        主动散热:通过外力推动流体循环,带走热量。

        被动散热:是利用物理学热胀冷缩的原理,流体自然循环散热或利用固体流体的比热容吸收热量使其达到散热的目的。

    散热方式可细分为热传导、热对流及热辐射

 

        热传导:(thermal conduction)

             是介质内无宏观运动时的传热,热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象,其在固体、液体和气体中均可发生。

 

        热对流:(thermal convection)      

             是指由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移(对流),冷热流体相互掺混所引起的热量传递过程,对流传热可分为强迫对流和自然对流。强迫对流,是由于外界作用推动下产生的流体循环流动。自然对流是由于温度不同密度梯度变化,重力作用引起低温高密度流体自上而下流动,高温低密度流体自下而上流动。


        热辐射    (thermal radiation )

             是一种物体用电磁辐射的形式把热能向外散发的热传方式。它不依赖任何外界条件而进行。 


     
  热导率  (thermal conductivity ) 
             
热导率即导热系数,是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1秒钟内(1S),通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·开(度) (W/(m·K),此处为K可用℃代替) 

 


         热阻   (thermal resistance ) 

               反映阻止热量传递的能力的综合参数,当热量在物体内部以热传导的方式传递时,遇到的阻力称为导热热阻。对于热流经过的截面积不变的,导热热阻为为L/(k*A)。其中L为平板的厚度,A为平板垂直于热流方向的截面积,k为平板材料的热导率。

       

            计算公式

                  R热阻=L传热距离/(S传热面积xK导热系数)

导热物质1
导热物质2

动力电池包

                                                               动力电池包



充电桩1
                                                                        充电桩

动力电池包风冷结构
                                                                     动力电池包风冷结构



动力电池包风冷结构散热方式介绍
                                                                动力电池包风冷结构散热方式介绍


 

1:在电池包一端加装散热风扇,另一端留出通风孔,使空气在电芯的缝隙间加速流动,带走电芯工作时产生的高热量;

2:在电极端顶部和底部各加上导热硅胶垫片,让顶部、底部不易散发的热量通过导热硅胶片传导到金属外壳上散热,同时硅胶片的高电气绝缘和防刺穿性能对电池组有很好的保护作用。

 

 

动力电池包风冷结构温升模拟

                                                  动力电池包风冷结构温升模拟


动力电池包液冷结构
                                                              动力电池包液冷结构


动力电池包液冷结构散热方式介绍
                                                                   动力电池包液冷结构散热方式介绍

1:电芯的热量通过导热硅胶片传递至液冷管,由冷却液热胀冷缩自由循环流动将热量带走,使整个电池包的温度统一,冷却液强大的比热容吸收电芯工作时产生的热量,使整个电池包在安全温度内运作。
2:导热硅胶片良好的绝缘性能和高回弹韧性,能有效避免电芯之间的震动摩擦破损问题,和电芯之间的短路隐患,是水冷方案的最佳辅助材料。

 


动力电池包液冷结构温升模拟

                                                                              动力电池包液冷结构温升模拟

seline;">截面温差分布图

seline;">电芯温度均衡,温差小,电芯工作温度能很好控制在安全温度内



动力电池包自然对流冷却结构
                                                   动力电池包自然对流冷却结构


动力电池包自然对流散热方式介绍
                                     动力电池包自然对流散热方式介绍

1:此类电池组空间大,与空气接触良好,裸露部分能通过空气自然换热,底部不能自然换热部位通过散热器散热,导热硅胶片填充散热器与电池组中间空隙,导热,减震,绝缘。



动力电池包加热片方案结构
动力电池包加热片方案结构


动力电池包加热片方案结构
动力电池包加热片发难工作方式

1:加热片方案多应用于北方新能源汽车市场,启动前的电池预热加热片的热量通过导热硅胶片将热量传递给电池组,预热电池、UTP系列导热硅胶片有良好的导热性能、绝缘性能、耐磨性能,能有效的传热和防护电池组与加热片之间摩擦产生的磨损,短路等。

 

 

 



充电桩模组散热结构
充电桩模组散热结构

1:充电桩模组大量集成电容、电感、MOS管、变压器等高发热量电子原件,需内置散热器辅助电子原件散热。
导热硅胶片、导热粘接胶应用于集成电子原件板和散热器之间,起到导热、绝缘防护、减震、固定电子原件的重要作用。


 

 

 

 

 

 

动力电池包风冷结构、加热片结构导热材料选型

导热硅胶片UTP100/H10-T20

 

导热硅胶片 UTP100/H10-T20

特性:超柔软,高压缩性

          单面自粘

          玻纤布增强材料强度,可冲孔不变形

          防刺穿

          高电气绝缘

典型应用:

          高电气绝缘要求的MOS

          高速大存储驱动

          记忆存储模块

          功率转换设备

          LED照明设备

 

          动力电池包


UTP100
系列物性表

UTP100系列物性表


导热硅胶片 TP080/H35-10,导热硅胶片 TP120R/H15-10
导热硅胶片 TP080/H35-10                    导热硅胶片 TP120R/H15-10

特性:双面自粘                                  特性:双面自粘                                                      

          良好的耐温性能                                    良好的耐温性能                                                     

          玻璃纤维加强                                       低挥发性

          高电气绝缘                                          高电气绝缘

典型应用:                                                      高强度、高回弹性

         动力电池包                             典型应用:

          天阳能逆变器                                       动力电池包

          半导体发热块                                       汽车发动机控制单元

          功率转换模块                                       笔记本、台式机显卡设备

          平面显示器                                          高速大功率存储设备

         LED照明设备                                        LED设备

 

TP080&TP120R系列物性表
TP080&TP120R系列物性表


导热硅胶片 TP150FG/H35-T15-S
导热硅胶片 TP150FG/H35-T15-S

特性:

       低压缩力应用

      双面自粘

        高电气绝缘

        良好的耐温性能

        良好的耐磨性能

        易装配、可重复使用

典型应用:

          高电气绝缘要求的MOS管

          冷却器件、底盘和框架性结构

          功率转换设备

          LED照明设备

         动力电池包

TP150系列物性表
TP150系列物性表



导热粘接胶 ​

导热粘接胶

特性: 能快速固化,操作简单

           具有优良的导热性能,能将发热体的热量迅速

传导,起到冷却发热体的作用。

           对大多数金属和非金属材料具有良好的散热粘

接性,能对多种电子元器件起到密封固定作用。

      

典型应用:

          用作密封、粘接、绝缘、防潮、导热材料、作为电子元件、半导体、器材电子电器设备的粘接材料。

          特别适用于对导热性有较高要求的粘接密封
 

粘接胶/灌封胶系列物性表

导热粘接胶



PCB板与电源铝外壳之间 导热硅胶片
金属外壳与电池模组之间应用 导热硅胶片:UTP100/H10-T20
液冷管 导热硅胶片:TP120R/H15-T10
电池组与散热铝板之间 导热硅胶片:TP120R/H15-T10
电池组与加热片之间 导热硅胶片:UTP100/H10-T20
集成电子原件板和散热器之间 导热灌封胶:GF-100
电池组与散热铝板之间 导热硅胶片:TP080