Application de la dissipation thermique céramique dans les systèmes de refroidissement de batteries
À l'heure actuelle, la gestion thermique des systèmes de batteries de puissance peut être principalement divisée en quatre catégories : refroidissement naturel, refroidissement par air, refroidissement liquide et refroidissement direct.
Parmi ces méthodes, le refroidissement naturel est une technique passive de gestion thermique, tandis que le refroidissement par air, le refroidissement liquide et le refroidissement direct sont des méthodes actives. La principale différence entre ces trois techniques réside dans le fluide caloporteur utilisé.
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 par système de refroidissement liquide est la méthode la plus efficace.
Comment le principe de dissipation thermique des céramiques s'applique-t-il à la dissipation thermique des batteries ?
Remplacez les matériaux plastiques isolants à faible conductivité thermique par matériaux céramiques à conductivité thermique élevée.
Les recherches montrent qu'une dissipation thermique rapide et une égalisation de la température peuvent être obtenues grâce à la conductivité thermique élevée et à l'isolation élevée des céramiques. substrats en céramique de nitrure d'aluminium sont actuellement utilisées plus fréquemment.
Avantages du substrat céramique en nitrure d'aluminium
Le substrat céramique en nitrure d'aluminium présente une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation, une grande résistance mécanique, une bonne tenue aux hautes températures et à la corrosion chimique, une résistivité élevée et de faibles pertes diélectriques. Il constitue un substrat idéal pour la dissipation thermique et le conditionnement des circuits intégrés à grande échelle.
1. Conductivité thermique élevée
céramiques de nitrure d'aluminium Les céramiques de nitrure d'aluminium présentent une conductivité thermique très élevée, avec une valeur théorique pouvant atteindre 320 W/m·K, bien supérieure à celle des céramiques d'alumine traditionnelles. Cette propriété en fait un matériau idéal pour la dissipation thermique, adapté aux dispositifs électroniques, à l'éclairage LED, aux équipements laser et à d'autres domaines, améliorant ainsi l'efficacité et la durée de vie des équipements.
2. Excellente isolation électrique
Les substrats en céramique de nitrure d'aluminium présentent une bonne isolation électrique, une faible constante diélectrique, de faibles pertes diélectriques et une grande stabilité à haute fréquence. Ces caractéristiques en font un matériau de choix pour les équipements électroniques haute fréquence et haute puissance, tels que les substrats de circuits haute fréquence et les boîtiers de modules de puissance.
3. Bonne adaptation de la dilatation thermique
Le coefficient de dilatation thermique du substrat en céramique de nitrure d'aluminium est d'environ 4,5 × 10⁻⁶ K⁻¹, une valeur très proche de celle des matériaux semi-conducteurs comme le silicium (Si) et l'arséniure de gallium (GaAs). De ce fait, la céramique de nitrure d'aluminium constitue 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.
Grâce à leurs avantages, tels qu'une bonne conductivité thermique, une résistance à la chaleur, une isolation thermique et un faible coefficient de dilatation thermique, les substrats céramiques sont largement utilisés, outre dans les systèmes de batteries, dans le conditionnement des dispositifs électroniques de puissance. Actuellement, ils sont principalement utilisés pour le conditionnement des IGBT, des diodes laser, des LED et des modules d'encapsulation de puces.
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