Aplicación de la disipación de calor cerámica en el sistema de refrigeración de baterías
En la actualidad, la gestión térmica de los sistemas de baterías de energía se puede dividir principalmente en cuatro categorías: enfriamiento natural, enfriamiento por aire, enfriamiento líquido y enfriamiento directo.
Entre ellos, la refrigeración natural es un método pasivo de gestión térmica, mientras que la refrigeración por aire, la refrigeración líquida y la refrigeración directa son métodos activos. La principal diferencia entre los tres radica en el medio de intercambio de calor.
Sistema de enfriamiento de batería tradicional: para cambiar la diferencia de temperatura entre el núcleo de la batería y el sistema de enfriamiento, la refrigeración del sistema de enfriamiento líquido es el método más útil.
¿Cómo se aplica la disipación de calor cerámica a la disipación de calor de la batería?
Reemplace los materiales plásticos aislantes con baja conductividad térmica por materiales cerámicos con alta conductividad térmica.
La investigación muestra que se puede lograr una rápida disipación del calor y una igualación de la temperatura mediante el uso de la alta conductividad térmica y el alto aislamiento de la cerámica. Sustratos cerámicos de nitruro de aluminio Actualmente se utilizan con mayor frecuencia.
Ventajas del sustrato cerámico de nitruro de aluminio
El sustrato cerámico de nitruro de aluminio presenta alta conductividad térmica, bajo coeficiente de expansión, alta resistencia, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión química, alta resistividad y baja pérdida dieléctrica. Es un sustrato ideal para la disipación de calor de circuitos integrados a gran escala y como material de embalaje.
1、Alta conductividad térmica
Cerámica de nitruro de aluminio Presentan una conductividad térmica muy alta, con un valor teórico de hasta 320 W/m·K, muy superior al de las cerámicas de alúmina tradicionales. Esto convierte a la cerámica de nitruro de aluminio en un material ideal para la disipación del calor, apto para dispositivos electrónicos, iluminación LED, equipos láser y otros campos, mejorando eficazmente la eficiencia y la vida útil de los equipos.
2、Excelente aislamiento eléctrico
El sustrato cerámico de nitruro de aluminio presenta un buen aislamiento eléctrico, baja constante dieléctrica, baja pérdida dieléctrica y se mantiene estable a altas frecuencias. Estas características lo convierten en un material predilecto para equipos electrónicos de alta frecuencia y alta potencia, como sustratos de circuitos de alta frecuencia, encapsulados de módulos de potencia, etc.
3、Buena adaptación a la expansión térmica
El coeficiente de expansión térmica del sustrato cerámico de nitruro de aluminio es de aproximadamente 4,5 × 10^⁻¹/K, muy similar al de materiales semiconductores como el silicio (Si) y el arseniuro de galio (GaAs). Esto convierte al nitruro de aluminio en un sustrato ideal para dispositivos semiconductores, ya que ayuda a reducir la tensión térmica y a mejorar la fiabilidad y estabilidad del dispositivo.
Gracias a las ventajas de los sustratos cerámicos, como su buena conductividad térmica, resistencia al calor, aislamiento y bajo coeficiente de expansión térmica, además de en sistemas de baterías, se utilizan ampliamente en el encapsulado de dispositivos electrónicos de potencia. Actualmente, se emplean principalmente en el encapsulado de IGBT, dispositivos LD, LED, módulos de encapsulado de chips, etc.
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