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美国军队使研究研究推进热管理需求的冷却系统

5月24日,2020年通过Rushi帕特尔

电子设备的热管理对于高可靠性应用至关重要,对EVS,智能手机和笔记本电脑等电气系统的性能至关重要。

美国陆军的指挥中心(称为C5ISR中心)最近宣布与马里兰大学合作,通过致力于提高电子产品的热管理改进他们的冷却系统

什么是热管理系统?

所有的电子设备都需要热管理系统。它的目的很简单:保持您的设备温度低于其最大容量(最好在室温/环境温度下)。电子器件的性能随着温度的升高而降低。当设备开启时,设备的温度会升高,因为没有系统以100%的效率运行。

输出功率不等于输入到设备的功率,两者的区别是功率损耗。功率损失表现为热能,它增加了设备的温度。大量的研究论文以降低热管理的压力来提高电子设备的效率为目标。

如果系统效率越高,散热器的尺寸就越小。这有助于创造更紧凑、更强大、更耐用的设备。

解决热设计问题

通过导通(表面),对流(空气)或传热模式(空间)方式除去由于功率损耗引起的热能。有许多方法来实现这些不同的传热模式。最常见的技术是翅片的翅片突出的鳍片的被动散热器。

导热系数高的散热片增加了导热面积。结果是热量迅速从热的区域转移到周围的介质(温度较低)。

热设计中最常见的挑战之一是从热点中去除热量,并有效地使用可用的冷却系统。例如,在强制空气冷却的情况下,必须将风扇放置在最容易受热的部件上,这些部件对系统的可靠性至关重要。

如果操作不当,将会影响系统的性能和耐久性。另一种标准的冷却方法是使用液体冷却剂。与风扇相比,使用液体冷却剂的优点是它们不消耗额外的电力,并使系统紧凑。

马里兰大学的研究人员拉斐尔·曼德尔博士和哈西姆兰·辛格博士。

马里兰大学研究科学家Raphael Mandel博士和研究生研究助理Harsimran Singh在工程方程求解器软件中使用定制编码模型进行了流量分布的模拟。图片归功于美国军队

冷却系统协作

来自马里兰大学的研究人员正与美国军方合作,防止军事技术产生的过度加热损坏敏感的电子元件。这些努力将为军队设计和开发电子战系统和定向能应用提供服务。

正如马里兰大学智能和小型热系统实验室助理主任Raphael K. Mandel博士所说,研发工作将应用于陆军未来垂直升降(FVL)项目。它们将被用于电子战和生存性设备的需求。

在商业应用中使用液体冷却剂

使用液体冷却剂来冷却电子产品已经为电动汽车行业带来了巨大的进步。在电池充电器中,额定电流受到材料散热能力的限制。随着电动汽车对更快充电速度的需求不断增加,工程师们转向了液体冷却系统。特斯拉一直在使用液体冷却剂充电连接器电池让他们在安全的温度下运行。这使他们可以提高收费率容量。

最近,美国化学学会的研究人员报告了使用水凝胶来回收废热并降低电子的温度。为了证明这一点,他们在快速放电时将水凝胶附着在手机电池上。部分余热转化为5 μW电量,电池温度下降68ºF。虽然回收的能量看起来很小,但它可以用于监测电池或控制冷却系统。

随着每个行业中现代设备预期的特征和功能的需求增加,电力要求也变得严格。液体冷却系统被吹捧为用于电子设备的热管理的下一个Gen解决方案。