Šilumos valdymo tendencijos: naujoviškos medžiagos ir strategijos, skirtos Next{0}}Gen Electronics & EV

Kadangi elektroniniai prietaisai tampa mažesni ir galingesni, ir plačiai pritaikiusnaujos energetinės transporto priemonės (NEV)ir 5G technologija,karštis tapo pagrindine kliūtimi, ribojančia našumą. Šiluminis valdymas nebėra tik pagalbinis dizaino elementas -, dabar tai pagrindinis veiksnys, lemiantis gaminio saugą, tarnavimo laiką ir efektyvumą.

Šiame straipsnyje nagrinėjamos ateities šilumos valdymo tendencijos, daugiausia dėmesio skiriant naujoviškoms medžiagoms ir metodams, keičiantiems pramonę.

1. Iššūkis: Moore'o dėsnis atitinka „terminę sieną“

Puslaidininkių, duomenų centrų ir maitinimo baterijų srityse inžinieriai dalijasi svarbiu iššūkiu:kaip efektyviai pašalinti eksponentiškai didėjančią šilumą iš ribotų erdvių.

Tradicinis oro aušinimas ir standartiniai aušintuvai vis labiau negali patenkinti aukštų šilumos{0}}srauto išsklaidymo reikalavimų. Kitos-kartos šilumos valdymui reikalingi tikrai revoliuciniai sprendimai.

2. Medžiagų naujovės: visiška evoliucija nuo šilumos laidumo iki šilumos izoliacijos

Medžiagų mokslo pažanga yra raktas į šiluminių kliūčių panaikinimą. Inovacijos apima abugreitesnis šilumos laidumasirsaugesnė šilumos izoliacija.

① Pažangios šiluminės sąsajos medžiagos (TIM)

TIM užpildo mikroskopinius tarpus tarp šilumos šaltinių ir šilumos kriauklių.

Dabartinė būsena: Tradicinis terminis tepalas linkęs išdžiūti ir laikui bėgant sugenda.

Ateities tendencija: Atsiranda skysto metalo, anglies pluošto šiluminės pagalvėlės ir grafeno kompozitai. Dėl itin mažos kontaktinės šiluminės varžos jie drastiškai pagerina šilumos perdavimo efektyvumą - idealiai tinka aušinti didelio našumo-lustus.

② Fazės keitimo medžiagos (PCM), skirtos šiluminės energijos kaupimui

PCM sugeria didelius latentinės šilumos kiekius fazių virsmo metu (pvz., kietą -į -skystį), stabilizuodami temperatūros šuolius.

Taikymas: Per trumpalaikius elektroninių prietaisų perkrovimus PCM veikia kaip „šilumos baterija“, sugeria šilumą, kad išvengtų staigių temperatūros šuolių.Jie turi didelį potencialą mobiliuosiuose įrenginiuose ir akumuliatoriaus šilumos valdyme.

③ Didelio{0}}našumo izoliacija ir liepsną-stabdančios medžiagos: žėručio atradimas

Siekdami didelio{0}}efektyvumo šilumos išsklaidymo,šiluminė saugayra vienodai svarbus -, ypač naudojant NEV akumuliatorių paketus.

Žėručio vaidmuo: Žėručio medžiagos (ypač flogopitas ir sintetinis žėrutis) nėra tik tradiciniai izoliatoriai - jie yra ateitisšiluminės pabėgančios ugniasienės.

Inovatyvus pritaikymas: Naudojamas kaip liepsną-stabdantis terminis barjeras tarp akumuliatoriaus modulių, žėručio lakštai efektyviai blokuojaterminis plitimastarp kamerų, perkant brangų pabėgimo laiką keleiviams.

Jo gebėjimas atlaikytitemperatūra iki 1000 laipsnių, išlaikant elektros izoliacijąDaugeliui šiuolaikinių sintetinių medžiagų sunku atkartoti.

3. Metodo naujovės: perėjimas nuo pasyviųjų prie aktyvių sistemų

Šiluminio valdymo metodai taip pat vystosi iš pasyvaus aušinimo įaktyvus, protingas valdymas.

① Aušinimas skysčiu yra pagrindinis

Oro šilumos laidumas žemas - skysčiai tampa tinkamiausiu pasirinkimu naudojant didelio-galios-tankio įrenginius.

Panardinamasis aušinimas: serveriai arba baterijų paketai yra tiesiogiai panardinami į ne-laidų aušinimo skystį. Itin didelis šilumos išsklaidymo efektyvumas, pagrindinis kelias į būsimus ekologiškus duomenų centrus ir ypač greitai{2}}įkraunamus{3} akumuliatorius.

Šaltas{0}}lėkštės skysčio aušinimas: brandesnė technologija; šiluma pašalinama per skystį, cirkuliuojantį per plokštes, pritvirtintas prie šilumos šaltinių.

④ Dviejų{0}}fazių aušinimas

Naudoja skysčio garavimo (šilumos sugėrimo) ir kondensacijos (šilumos išleidimo) ciklą.

Garų kameros (VC): iš esmės plokšti šilumos vamzdžiai, kurie greitai paskirsto taškinę -šilumą dideliuose paviršiuose. Jau standartiniai{2}} aukštos klasės išmaniuosiuose telefonuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose.

⑤ Pažangios šilumos valdymo sistemos

Sujungus AI ir jutiklių technologijas, ateityje bus šilumos valdymasdinamiškas ir nuspėjamas.

Sistemos numatys šilumos generavimą pagal darbo krūvį, iš anksto reguliuodamos aušinimo skysčio srautą arba ventiliatoriaus greitį, kad būtų pasiektas optimalus energijos vartojimo efektyvumo ir aušinimo efektyvumo balansas.

4. Išvada

Šiluminio valdymo ateitis yra daugiadalykė siena. Tam reikia didelio-terminio-laidumo grafeno, fazinio-šilumos keitimo-saugojimo medžiagų ir - itin - aukštos-temperatūros izoliacinių medžiagų, tokių kaip žėrutis, laikantis saugos pagrindų.

Gamintojams,siūlome integruotus sprendimus, derinančius šilumos laidumą, šilumos izoliaciją ir elektros izoliacijąbus raktas į šios technologinės revoliucijos pranašumą.