Конструкція тепловідвідної структури двоколісної акумуляторної батареї

Вимоги до конструкції тепловідведення для двоколісного акумулятора

Конструкція тепловідведення двоколісний електричний велосипед Акумуляторна батарея повинна відповідати наступним вимогам:

• Акумуляторна батарея для двоколісного транспортного засобу повинна відповідати вимогам надійності та безпеки в складних умовах випробувань;
• Відповідають вимогам теплового середовища в складних робочих умовах;
• Відповідати обмежувальним вимогам для охолодження акумулятора системи в обмеженому структурному просторі.

Конструкція тепловідведення двоколісного акумулятора

Використовуйте ребро охолодження для відведення тепла

У двоколісному транспорті Промисловість літієвих батарейРебро охолодження зазвичай використовується для нагрівання електронних компонентів, які легко нагріваються в платі захисту ланцюга акумуляторної батареї, і, як правило, поєднується з термосиліконом для повного відводу тепла. На малюнку 1 показана схема конструкції ребра охолодження.

Плата друкованої плати має отвори для кріплення гвинтами, а шпильки заздалегідь приклепані і запресовані постачальником на ребро охолодження, щоб сформувати вузол ребра охолодження в зборі. Ребро охолодження в зборі вирівнюється з монтажними отворами і фіксується на захисній пластині нагрівального компонента за допомогою гвинтів.

Зазвичай рекомендується зарезервувати достатньо місця між електронними компонентами та ребрами охолодження, 0,3 ~ 0,6 мм, зарезервований простір не повинен бути занадто великим, щоб уникнути надмірних витрат на склеювання, зарезервований простір не повинен бути занадто малим, щоб уникнути перешкод між радіатором та електронними компонентами, легко пошкодити електронні компоненти. В цей час система теплопередачі утворюється між електронними компонентами та охолоджувальним ребрами за допомогою термічного силікагелю.

Охолоджувальне ребро виконує функцію розсіювання тепла, що генерується нагрівальним компонентом, в навколишнє повітря, так що підвищення температури нагрівального компонента не буде або не досягне ситуації, яка вийде з-під контролю через перегрів, і підтримуватиме нормальний робочий стан на виході.

Ребро охолодження зазвичай виготовляється з алюмінієвого сплаву, бронзи або латуні у вигляді листів, пластин і пластин, а тепловіддача ребра охолодження тісно пов'язана з матеріалом, товщиною і площею ребра охолодження, і дизайнер може вносити відповідні корективи відповідно до реальної ситуації. Ця конструкція проста в обробці та монтажі, вартість відносно низька, є найпоширенішим способом розсіювання тепла.

Тепловіддача алюмінієвої підкладки

Алюмінієва підкладка - це друкована плата, виготовлена з алюмінію в якості підкладки металевого шару. Електронні компоненти приймають друковану плату в якості носія, а з'єднання і провідність між компонентами реалізуються через ланцюг з мідним покриттям на друкованій платі. Традиційною підкладкою друкованої плати є FR-4, яка є ізолятором з епоксидної смоли, і ефект провідності тепла не дуже хороший.

Ефективність теплопередачі друкованої плати з FR-4 в якості підкладки не може задовольнити потреби деяких продуктів з високою теплопровідністю, що впливає на використання друкованих плат в деяких конкретних випадках.

Місцеве нагрівання на друкованій платі неможливо ефективно евакуювати, а накопичення тепла з часом легко спричиняє страйки і навіть збої електронних компонентів тощо, а поява процесу алюмінієвої підкладки може більшою мірою вирішити основну проблему розсіювання тепла.

На рисунку 2 показано структуру тепловіддачі алюмінієвої підкладки. Як правило, одна панель алюмінієвої підкладки складається з тришарової структури. Перший шар - це лінійний шар поверхневого шару, і електронні компоненти можуть бути прикріплені до різних точок лінійного шару за допомогою SMT для реалізації підключення та управління принципом роботи схеми.

Другий шар з'єднаний з верхнім і нижнім ізоляційним шаром, його матеріал - ізолятор, ізоляційний шар повинен мати хорошу теплопровідність, чим краща теплопровідність, тим більше сприяє розсіюванню тепла, легко поширює тепло.

Третій шар - це металева основа, яка безперервно розсіює тепло двох попередніх шарів. Алюмінієва підкладка має кращі показники тепловіддачі та нижчий термічний опір, тому алюмінієва друкована плата має довгий термін служби. У галузі акумуляторних батарей для двоколісних транспортних засобів він, як правило, використовується в акумуляторна батарея для електричного мотоцикла з великими пристроями для зберігання енергії та енергії.

Тепловіддача термосиліконового листа

Теплопровідна схема розсіювання тепла з силіконових листів також є одним з найпоширеніших методів розсіювання тепла. Тому що не існує такого поняття, як абсолютно гладкий об'єкт. Здавалося б, гладкі площини мають різний ступінь нерівностей або заглиблень під електронним мікроскопом, що називається шорсткістю поверхні об'єкта. Коли дві різні структурні частини зібрані разом, утворюється незліченна кількість мікропорожнеч через існування шорсткості поверхні.

Існування мікропорожнин не сприяє теплопровідності і збільшує термічний опір поширенню тепла. У цей час між двома об'єктами можна ввести теплопровідний силіконовий лист, який може проводити тепло.

Теплопровідному силіконовому листу надається певний попередній тиск, оскільки силіконовий матеріал м'який, він може в різному ступені потрапляти в мікрозазор, значно зменшуючи термічний опір, покращуючи теплопровідність між конструктивними частинами та ефективно вирішуючи теплопровідність між двома конструктивними частинами.

Нижче наведено приклад розрахунку теплопровідного силіконового листа. На малюнку 3 показана схема розсіювання тепла теплопровідного силіконового листа. Елемент акумулятора встановлюється в монтажні отвори пластикового кронштейна A і кронштейна B, а кронштейн забезпечений гвинтовим кріпленням, щоб щільно утримувати і фіксувати елемент акумулятора. Послідовне та паралельне з'єднання між елементом та коміркою виконується за допомогою технології випуклого точкового зварювання.

Після з'єднання з'явиться вікно літієвий акумуляторний блок живлення заряджається, і акумуляторна батарея не може безпосередньо контактувати з алюмінієвим циліндром. У цьому випадку між провідним листом і внутрішньою стінкою алюмінієвого балона є певний зазор. Оскільки теплопровідність повітря становить лише 0,0242 Вт (/м-К), проведення тепла серйозно ускладнюється.

Врешті-решт, накопичення температури елемента і теплопровідного листа призведе до того, що батарея запустить температурний захист і зупинить роботу джерела живлення. У цій схемі теплопровідний силіконовий лист вводиться в зазор між провідним листом і алюмінієвим циліндром з одного боку акумуляторної батареї. Для забезпечення технологічності батареї, інша сторона акумуляторної батареї ізольована за допомогою листа ПК.

Акумуляторна батарея встановлюється у встановленому положенні в алюмінієвому циліндрі, і акумуляторна батарея закріплюється гвинтами зверху алюмінієвого циліндра, таким чином, щоб акумуляторна батарея була щільно прикріплена до верхньої сторони алюмінієвого циліндра. Слід зазначити, що теплопровідний силіконовий лист вимагає певного попереднього навантаження, тому при проектуванні необхідно враховувати ступінь стиснення теплопровідного силіконового листа.

У діапазоні стиснення силікону, чим більший ступінь стиснення, тим менший термічний опір, тим кращий ефект теплопровідності. Теплопровідний силіконовий лист може видалити повітря в зазорі і значно зменшити контактний термічний опір.

Таким чином, що стосується заряджання та розряджання літій-іонного акумулятораПід час процесу розряду тепло, що генерується ядром акумулятора і струмопровідним листом, може передаватися алюмінієвій оболонці через термосиліконовий лист, а тепло розсіюється через корпус алюмінієвої оболонки для досягнення мети нормальної роботи акумуляторної батареї.

Теплопровідність горщиків розсіювання тепла клей розсіювання тепла

Термоклеї часто поділяють на епоксидні системи та системи на основі органічного силіконового каучуку. Твердість епоксидної системи після затвердіння є жорсткою, а м'якість системи з органічного силіконового каучуку після затвердіння є еластичною. Система з органічного силіконового каучуку поділяється на однокомпонентний механічний клей для заливки та двокомпонентний механічний клей для заливки.

Однокомпонентний клей для горщиків має хорошу адгезію і міцну адгезію, а відповідна текучість буде низькою. Двокомпонентний клей для заливки має погану адгезію, але хорошу текучість і швидке затвердіння. Беручи до уваги характеристики ефективності виробництва та швидкості затвердіння, загальна схема заповнення акумуляторної батареї, як правило, вибирає двокомпонентний механічний герметик для заповнення.

Двокомпонентний клей для горщиків зберігається окремо перед заповненням. Під час використання обидва компоненти повністю і рівномірно змішуються в певній пропорції в спеціальному наповнювальному обладнанні і потрапляють в акумуляторну батарею через заливний отвір. Після заливки клейова суміш може затвердіти при кімнатній температурі.

На малюнку 4 показана схема розсіювання тепла теплопровідного клею для горщиків. Обидві сторони алюмінієвого циліндра забезпечені лицьовою оболонкою та нижньою оболонкою, нижня оболонка та алюмінієвий циліндр скріплені гвинтами, утворюючи попередню обробку алюмінієвого циліндра, компонент батареї зібраний на попередній обробці алюмінієвого циліндра, а потім компонент лицьової оболонки заблокований з алюмінієвим циліндром, утворюючи напівфабрикат. Нижня оболонка має два отвори, один для склеювання, а інший для вентиляції.

На малюнку 5 показано розріз акумуляторної батареї. Термоклей потрапляє в посадковий канал через посадковий отвір, а потім відводиться з посадкового каналу всередину акумулятора, заповнюючи внутрішню частину акумулятора. Елемент акумулятора та захисна плата обгорнуті клеєм для заливки.

Коли батарея працює, тепло, що генерується джерелом тепла, вчасно передається алюмінієвій оболонці через термічний клей для заливки, щоб знизити температуру джерела тепла. У той же час, схема термосклеювання може також відігравати водонепроникну роль в акумуляторі та покращувати водонепроникні та вологостійкі характеристики електронних компонентів, акумуляторів та струмопровідних частин.

Термічний клей для заливки має певну еластичність, що може ефективно зменшити пошкодження, спричинені зовнішнім впливом на акумулятор при випробуванні надійності акумуляторної батареї на вібрацію, падіння, удари тощо. Однак схема тепловіддачі теплового клею також має такі недоліки, як відносно велика вага, висока вартість і не сприяє ремонту акумулятора, тому рекомендується, щоб дизайнери оптимізували конструкцію відповідно до реальної ситуації.

Порівняння та узагальнення схем відведення тепла

1. Схема розсіювання тепла радіатора зазвичай поєднується з термосиліконом, який використовується для нагрівання електронних компонентів, що легко нагріваються в платі захисту ланцюга акумуляторної батареї. Це більш економічний і найпростіший та найпоширеніший спосіб охолодження двоколісної акумуляторної батареї.
2. Схема розсіювання тепла на алюмінієвій підкладці зазвичай використовується в електричних мотоциклах з великою потужністю і накопичувачах енергії. У сфері двоколісних акумуляторних батарей сценарій використання відносно простий. За однакових умов розміру форми вартість приблизно на 30% вища, ніж у звичайних друкованих плат.
3. Теплопровідна схема розсіювання тепла силіконового листа, завдяки м'якій текстурі силіконового листа легко піддається обрізці, значно покращує зручність використання теплопровідного силіконового листа. У той же час відповідають функції ізоляції, можуть враховувати теплопровідність конструкції і демпфірування конструкції. Однак теплопровідність трохи нижча, ніж у радіатора.
4. Схема тепловіддачі термоклею має хороші показники герметизації та водонепроникність. Теплопровідність термоклею є загальною, перевага полягає в тому, що він може повністю обгортати джерело тепла, а площа контакту з джерелом тепла є найбільшою.

Тому, коли акумуляторна батарея водонепроникна, а елемент живлення має вимогу до швидкості розряду, це гарне рішення. Однак після упаковки його непросто розібрати, а ремонт більш трудомісткий. Вага акумулятора після заливки велика, вартість відносно висока, якщо існує особливий попит на вартість продукції та ремонт, необхідно ретельно продумати цю структуру.