Anwendung der keramischen Wärmeableitung im Batteriekühlsystem
Derzeit kann das Wärmemanagement von Batteriesystemen im Wesentlichen in vier Kategorien unterteilt werden: natürliche Kühlung, Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und direkte Kühlung.
Unter ihnen ist die natürliche Kühlung eine passive Wärmemanagementmethode, während Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Direktkühlung aktive Methoden sind. Der Hauptunterschied zwischen den dreien ist der Unterschied im Wärmeaustauschmedium.
Herkömmliches Batteriekühlsystem: Um den Temperaturunterschied zwischen dem Batteriekern und dem Kühlsystem zu ändern, ist die Kühlung durch ein Flüssigkeitskühlsystem die nützlichste Methode.
Welchen Einfluss hat die keramische Wärmeableitung auf die Wärmeableitung von Batterien?
Ersetzen Sie isolierende Kunststoffmaterialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit durch keramische Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit.
Die Forschung zeigt, dass durch die hohe Wärmeleitfähigkeit und hohe Isolierung von Keramik eine schnelle Wärmeableitung und ein Temperaturausgleich erreicht werden können. Aluminiumnitrid-Keramiksubstrate werden derzeit häufiger verwendet.
Vorteile von Aluminiumnitrid-Keramiksubstraten
Aluminiumnitrid-Keramiksubstrate weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, eine hohe Festigkeit, eine hohe Temperaturbeständigkeit, chemische Korrosionsbeständigkeit, einen hohen spezifischen Widerstand und einen geringen dielektrischen Verlust auf. Es ist ein ideales Substrat und Verpackungsmaterial für die Wärmeableitung von integrierten Schaltkreisen im großen Maßstab.
1. Hohe Wärmeleitfähigkeit
Aluminiumnitrid-Keramik haben eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit mit einem theoretischen Wert von bis zu 320 W/m·K, was viel höher ist als bei herkömmlicher Aluminiumoxidkeramik. Dies macht Aluminiumnitridkeramik zu einem idealen Wärmeableitungsmaterial, das für elektronische Geräte, LED-Beleuchtung, Lasergeräte und andere Bereiche geeignet ist und die Effizienz und Lebensdauer der Geräte effektiv verbessert.
2. Ausgezeichnete elektrische Isolierung
Aluminiumnitrid-Keramiksubstrate weisen eine gute elektrische Isolierung, eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen geringen dielektrischen Verlust auf und bleiben bei hohen Frequenzen stabil. Diese Eigenschaften machen es zu einem bevorzugten Material in elektronischen Hochfrequenz- und Hochleistungsgeräten, wie z. B. Hochfrequenz-Schaltungssubstraten, Leistungsmodulverpackungen usw.
3. Gute Anpassung der Wärmeausdehnung
Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminiumnitridkeramiksubstraten beträgt etwa 4,5 × 10^-6/K und liegt damit sehr nahe an Halbleitermaterialien wie Silizium (Si) und Galliumarsenid (GaAs). Dies macht Aluminiumnitridkeramik zu einem idealen Substratmaterial für Halbleiterbauelemente, da es zur Reduzierung thermischer Belastungen sowie zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Stabilität der Bauelemente beiträgt.
Aufgrund der Vorteile von Keramiksubstraten wie guter Wärmeleitfähigkeit, Hitzebeständigkeit, Isolierung und niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten werden Keramiksubstrate neben Batteriesystemen häufig auch in der Verpackung von Leistungselektronikgeräten verwendet. Derzeit werden Keramiksubstrate hauptsächlich in IGBT-, LD-Geräteverpackungen, LED-Verpackungen, Chip-Verpackungsmodulen usw. verwendet.
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