Analisi delle prestazioni termiche dei caricabatterie al litio ad alta potenza -- per migliorare l'efficienza e la sicurezza di ricarica

Con l'aumento della tendenza all'elettrificazione delle moto e la diffusa popolarità di vari tipi di scene elettriche, la domanda del mercato di caricabatterie al litio di media e alta potenza sta vivendo una rapida crescita. In questo contesto, la dissipazione del calore del caricabatterie è diventata al centro dell'attenzione nel settore. Le alte temperature non solo riducono l'efficienza di ricarica, ma possono anche portare a rischi per la sicurezza. Al fine di mantenere le prestazioni di dissipazione del calore dei caricabatterie ad alta potenza in funzionamento continuo, questo articolo discuterà le tecnologie chiave per ottenere una dissipazione efficiente del calore dall'analisi comparativa delle soluzioni di dissipazione del calore e la strategia di ottimizzazione della progettazione del condotto dell'aria in due dimensioni.

I. È difficile dissipare il calore nei caricabatterie ad alta potenza? Confronto della soluzione comune di dissipazione del calore

Durante il funzionamento di un caricabatterie ad alta potenza, i suoi componenti interni (ad esempio transistor ad effetto campo a ossido di metallo e semiconduttore (MOSFET), trasformatori) generano energia termica significativa. Se il meccanismo di dissipazione del calore non è adeguato, può portare a una riduzione dell'efficienza di carica e, in casi gravi, può anche accelerare l'invecchiamento dei componenti o causare un incendio. Di seguito, analizzeremo i vantaggi e gli svantaggi di tre strategie di dissipazione del calore comunemente adottate.

1. Dissipazione di calore naturale: semplice ma meno efficiente

    Principio: Principalmente si basa sulla convezione naturale dell'aria e della radiazione sulla superficie dell'alloggiamento.

    Vantaggi: Design semplice, nessuna generazione di rumore, nessun consumo energetico aggiuntivo.

    Svantaggi: minore efficienza di raffreddamento, adatto solo per applicazioni a bassa potenza (<500W).

2. Dissipatore di calore: miglioramento passivo sulla base della dissipazione naturale del calore, ma ha ancora limitazioni

    Principio: Migliorare la prestazione di dissipazione del calore aumentando l'area superficiale del dissipatore di calore o adottando materiali con alta conducibilità termica (ad esempio, lega di alluminio).

    Vantaggi: Struttura più semplice, migliore dissipazione del calore rispetto alla dissipazione naturale del calore.

    Svantaggi: Più grande nelle dimensioni, l'efficienza di raffreddamento è significativamente influenzata dalla temperatura ambiente ed è difficile far fronte a carichi continui ad alta potenza.

3. Raffreddamento della ventola: Come metodo di raffreddamento attivo, è considerato la "soluzione finale" per il raffreddamento.

    Principio: Il ventilatore è usato per forzare il flusso d'aria per rimuovere rapidamente il calore interno.

    Vantaggi:

1)  Raffreddamento efficiente: Rispetto al raffreddamento naturale, la temperatura può essere ridotta del 30% -50%, che può facilmente far fronte alla domanda di alta potenza oltre 1000W. o Dimensioni compatte: Non c'è bisogno di utilizzare un sistema di raffreddamento grande, compatto e facile da usare.

2)  Dimensioni compatte dell'attrezzatura: Nessuna necessità di utilizzare grandi dissipatori di calore, che aiuta a miniaturizzare il design dell'apparecchiatura.

    Trend di settore: Oltre il 90% dei caricabatterie ad alta potenza di grado industriale ha adottato soluzioni di raffreddamento a ventola.

II. Il meccanismo centrale del raffreddamento della ventola: tre principi di progettazione del condotto d'aria

Le prestazioni di raffreddamento del ventilatore non sono limitate solo alle prestazioni del ventilatore stesso, ma anche strettamente correlate al design del condotto dell'aria. La progettazione povera del condotto d'aria causerà turbolenza del flusso d'aria, riducendo significativamente l'efficienza di raffreddamento. Di seguito sono riportate le "regole d'oro" della progettazione dei condotti d'aria proposte dal nostro team.

1. Tenere l'ingresso dell'aria lontano dalla fonte di calore: Prevenire il fenomeno della "circolazione dell'aria calda"

    Problema: Quando l'ingresso dell'aria è troppo vicino ai componenti che generano calore (ad esempio, trasformatori), l'aria calda inalata causerà il riscaldamento dei componenti due volte, con conseguente ciclo vizioso.

    Soluzione:

1)  Individuare le prese d'aria nelle zone più fredde dell'apparecchiatura (ad esempio, lati o fondo) per assicurarsi che l'aria più fredda sia aspirata. o Assicurarsi che la disposizione dell'elemento riscaldante non sia troppo vicina all'elemento riscaldante (ad esempio, trasformatore).

2)  Ottimizzare il layout dell'elemento riscaldante in modo che sia isolato dal condotto dell'aria per evitare interferenze con il flusso d'aria dalla fonte di calore.

2. Disegno del condotto "corto e dritto": Ridurre la resistenza del flusso d'aria

    Problema: I condotti lunghi e avvolgibili aumentano la resistenza al flusso d'aria, rallentando la velocità dell'aria e portando all'accumulo di calore.

    Soluzione:

1)  Adottare una progettazione diritta del condotto per accorciare il percorso del flusso d'aria.

2)  Costruire componenti interni verso il basso per garantire un flusso d'aria libero nella parte superiore del prodotto.

3. Dissipazione di calore direzionale precisa

    Problema: Se la disposizione dei componenti di generazione di calore è dispersa, è difficile raffreddare efficacemente i componenti chiave di generazione di calore.

    Soluzione:

1)  Distribuzione ragionevole delle fonti di calore durante il layout PCB.

2)  Sfruttare l'effetto sinergico di ventilatori e condotti d'aria per indirizzare accuratamente il flusso d'aria verso aree ad alto calore (ad esempio tubi MOS, induttori).

III.  Caso di studio: In che modo la dissipazione di calore ad alta efficienza 1300W migliora il valore del prodotto?

    Prestazioni di temperatura: Sotto 120Vac & 220Vac funzionamento a pieno carico in ingresso, la temperatura ambiente massima del prodotto può raggiungere 50 gradi Celsius, che soddisfa i requisiti di temperatura della maggior parte dei paesi e delle regioni in tutto il mondo.

    Prestazioni di vita: per ogni riduzione di 10°C della temperatura di esercizio dei componenti, la durata teorica raddoppia. Sotto 25℃ temperatura ambiente, la durata del prodotto può essere fino a 89000Hours.

    Sicurezza: protezione IP65 + materiali ignifughi, eliminando il rischio di cortocircuiti e incendi causati da alte temperature.

IV.  Scegli noi, scegli l'esperienza di ricarica "cool"

Caricabatterie al litio ad alta potenza di Inventronics, con raffreddamento del ventilatore + progettazione intelligente del condotto dell'aria,

    Dissipazione del calore ad alta efficienza: Supporta l'uscita continua di 1300W, la temperatura è sempre migliore dello standard industriale.

    Durevole: Struttura antipolvere completamente sigillata e prestazione termica eccellente.

    Sicuro e affidabile: protezione a tutto tondo, uso più affidabile.