一种“弓”状S型流道冷板设计与热仿真分析

为了解决高热流密度、高组装密度以及不同功率大小的电子设备集成化机箱的散热问题,本文提出了三种电子模块单元自身传导冷却与液冷冷板冷却复合的冷却方案。考虑到机箱侧壁液冷散热方式,其功率器件的侧向传导热量少、楔形锁紧装置与机箱侧壁的接触热阻大以及电子模块自通液冷却方式研究较为成熟,本文主要研究电子模块间液冷冷却方式,并设计了一种"弓"状S型拓扑流道液冷冷板连接结构。同时,针冷板的结构参数以及冷却液的入口速度对换热系数和压降特性的影响进行了气液混合的热仿真分析。该仿真结果指导设计并验证了一种良好满足电子模块单元间散热特性的"弓"状S型流道冷板结构。因此,该复合冷却方案为大功率集成化机箱的冷却设计提供了一种新的工程应用方法。

大功率稳压电源冷板设计

本文根据液冷原理，结合产品实际要求，介绍大功率电源的冷板液冷设计。

某微通道液冷板的结构设计与优化分析

这里以某雷达T/R组件的液冷散热为研究对象,提出了一种新型两进两出U型微通道液冷冷板设计。在保证计算机模拟参数不变的条件下,利用ICEPAK数值模拟的方法,通过分析比较仿真结果,对原单层支流道的冷板进行结构优化,引入双层微通道支流道设计理念。同时,对这两种总体方案进行试验验证,试验结果与ICEPAK仿真结果基本一致。研究结果表明:双层微通道流道的引入显著改善了冷板的散热性能;综合分析液冷板散热效果和进出口冷却液压差,最终选定双层梯形微通道流道设计方案。

锂离子电池冷板式散热技术研究综述

锂离子电池在充放电过程中会产生大量热量,若温度过高,可能会导致电池失效或发生安全问题。锂离子电池冷板式散热作为电池冷却系统重要技术之一,对保障电池安全至关重要。首先系统地分析了冷板式液冷设计的相关方法,并对不同方法优缺点进行了对比。当前,锂离子电池热管系统主流冷却方式仍是液体冷却,其具有更高的散热效率,随着电池能量密度的提高,未来电动汽车热管理系统的发展趋势可能朝向混合冷却、系统化设计和智能化管理的方向发展。

基于非均匀翅片液冷板的电池热管理性能研究

为有效降低动力电池组最高温度和减小温差,减少液冷板质量和泵的功耗,提出非均匀翅片液冷板设计。Fluent软件建立了非均匀翅片液冷板与动力电池的流动传热耦合模型,通过实验获得电池在5 C放电条件下的产热率,研究该工况下固定几何翅片、X方向非均匀翅片和Y方向非均匀翅片对热管理系统性能的影响,结果表明翅片直径沿Y方向递增可显著改善温度均匀性、降低压力损失和质量。与传统并行微通道设计相比,非均匀翅片液冷板设计使液冷板质量、水泵功耗、温度标准偏差分别降低30.39%、11.2%和3.24%,最高温度降低1.33℃。

全接触波浪形冷板及逆向流动对电池温度分布影响

建立了锂离子电池水冷结构的初始模型,利用计算流体力学(CFD)理论,用Fluent软件对温度和流场进行了模拟。根据仿真结果,考虑到流体输入速度和流体输入方向2个因素,进行了多目标优化。以最大电池温度和最大温差最小化为目标,经过多次迭代后得到局部最优。流体输入速度应为0.02 m/s,流体输入方向为异向流动。与原模型相比,优化后的模型最大电池温度降低为300.214 K,降低了8.36%,最大温差降低为0.203 K。

纯电动汽车冷媒直冷电池热管理系统的实验研究

针对电动汽车动力电池能量密度逐渐上升及快充过程中电池发热量大的问题,本文提出采用蜂窝型单面吹胀铝板作为电池冷板的一种新型冷媒直冷电池热管理系统,充分利用制冷剂在流道内的高沸腾传热潜热处理动力电池热负荷。为了研究此冷媒直冷热管理系统的运行性能,构建了新型直冷系统的实验测试装置,并在UDDS标准工况下进行实验研究。测试结果表明:在6 kW下的最大设计发热量下,系统在150 s左右可快速响应热管理需求,具有较快的温度响应特性;电池冷板表面平均温度可控制在15~20℃的最佳温度区间,并达到温差小于4℃的良好均温性,且系统COP稳定在2.8以上。

高传热性能封装中θ_(jc)测量的挑战

高功耗封装的传热设计需要精确地测量热由芯片结面传到IC封装外壳的热阻值,即θ_(jc)值,用以设计合适的外接散热器。对于热阻值较小的封装来说,由于难以精确获得封装外壳温度值,θ_(jc)的测量和确定具有相当的挑战性。本文研究了四种封装外壳温度的测量方法,包括光测量,弹簧接触,冷板中嵌入热电偶,和热电偶粘贴到封装外壳等方法。测试结果表明,不准确的封装外壳温度测量会导致较大的θ_(jc)的误差。我们开发了一种温度校正标准装置来比较各种测试方法的误差。结果表明,弹簧接触式和光测试方法在测试封装外壳温度时所需的修正较小。

某瓦式一体化T/R组件的散热性能研究

针对某瓦式一体化T/R组件全负荷工作时热耗大、散热要求高的问题,从组件结构布局、冷板设计和热学仿真的角度对其进行散热性能研究。结果表明:组件结构布局合理,冷板散热性能良好,主要设计参数如组件最高温度、冷板出入口流体温差、冷板表面最大温差以及冷板流道最大流阻均满足组件相关的热设计要求。