Application de la dissipation thermique en céramique dans le système de refroidissement des batteries
À l’heure actuelle, la gestion thermique des systèmes de batteries électriques peut être principalement divisée en quatre catégories : le refroidissement naturel, le refroidissement par air, le refroidissement liquide et le refroidissement direct.
Parmi ces méthodes, le refroidissement naturel est une méthode de gestion thermique passive, tandis que le refroidissement par air, le refroidissement par liquide et le refroidissement direct sont des méthodes actives. La principale différence entre les trois réside dans la différence de fluide d'échange thermique.
Système de refroidissement de batterie traditionnel : pour modifier la différence de température entre le noyau de la batterie et le système de refroidissement, la réfrigération du système de refroidissement liquide est la méthode la plus utile.
Comment la dissipation thermique en céramique s’applique-t-elle à la dissipation thermique de la batterie ?
Remplacer les matériaux plastiques isolants à faible conductivité thermique par matériaux céramiques avec une conductivité thermique élevée.
La recherche montre qu’une dissipation rapide de la chaleur et une égalisation de la température peuvent être obtenues en utilisant la conductivité thermique élevée et l’isolation élevée de la céramique. Substrats en céramique à base de nitrure d'aluminium sont actuellement utilisés plus fréquemment.
Avantages du substrat céramique en nitrure d'aluminium
Le substrat en céramique au nitrure d'aluminium présente une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation, une résistance élevée, une résistance aux températures élevées, une résistance à la corrosion chimique, une résistivité élevée et une faible perte diélectrique. Il s'agit d'un substrat de dissipation thermique et d'un matériau d'emballage idéal pour les circuits intégrés à grande échelle.
1、Haute conductivité thermique
Céramiques en nitrure d'aluminium ont une conductivité thermique très élevée, avec une valeur théorique allant jusqu'à 320 W/m·K, ce qui est bien supérieur à la céramique d'alumine traditionnelle. Cela fait de la céramique au nitrure d'aluminium un matériau de dissipation thermique idéal, adapté aux appareils électroniques, à l'éclairage LED, aux équipements laser et à d'autres domaines, améliorant efficacement l'efficacité et la durée de vie de l'équipement.
2、Excellente isolation électrique
Les substrats en céramique au nitrure d'aluminium présentent une bonne isolation électrique, une faible constante diélectrique, une faible perte diélectrique et restent stables à haute fréquence. Ces caractéristiques en font un matériau privilégié dans les équipements électroniques haute fréquence et haute puissance, tels que les substrats de circuits haute fréquence, les boîtiers de modules de puissance, etc.
3、Bonne adaptation à la dilatation thermique
Le coefficient de dilatation thermique du substrat en céramique de nitrure d'aluminium est d'environ 4,5 × 10^-6/K, ce qui est très proche de celui des matériaux semi-conducteurs tels que le silicium (Si) et l'arséniure de gallium (GaAs). Cela fait de la céramique de nitrure d'aluminium un matériau de substrat idéal pour les dispositifs semi-conducteurs, contribuant à réduire les contraintes thermiques et à améliorer la fiabilité et la stabilité des dispositifs.
En raison des avantages des substrats céramiques tels qu'une bonne conductivité thermique, une bonne résistance à la chaleur, une bonne isolation et un faible coefficient de dilatation thermique, en plus des systèmes de batteries, les substrats céramiques sont largement utilisés dans le conditionnement des appareils électroniques de puissance. À l'heure actuelle, les substrats céramiques sont principalement utilisés dans les IGBT, les emballages d'appareils LD, les emballages LED, les modules d'emballage de puces, etc.
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