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动力,因我们而不同*

热管理介绍:为设备散热

电气化发展新趋势促使产品采用功率更高、体积更紧凑的电气部件,为维持乃至提升设备性能、可靠性与使用寿命,热管理面临更多挑战。产品设计人员与制造商需要将热源温度维持在最优区间,保障设备长期高效运行并保持可靠性。优化设备温度的一种方法是采用有效的热管理。

什么是热管理?

热管理是对系统内部热量进行管理的过程,旨在确保高效安全的设备运行。热管理通过设计并实施各类利用传导、对流和辐射的技术,导出或散除多余热量,调节设备或系统温度。

热管理对于多种设备和系统类型至关重要,包括电子设备、车辆、发电厂、成像系统和高性能计算系统。热管理措施不到位,会造成设备过热,引发性能下降、寿命缩短,甚至部件损坏。

散热器、风扇、液冷系统、导热界面材料等高效热管理技术,可保障设备与系统安全运行、发挥最优性能,同时延长使用寿命。

热管理技术

大多数系统会组合使用多种热管理技术,因此散热解决方案按系统采用的主要冷却方式进行分类。分类依据通常为冷却系统的工作流体以及对流类型。

风冷、液体冷却和两相冷却

依据所使用的工作流体,热管理方案分为风冷、液体冷却和两相冷却。风冷通常是最简单、性价比最高的方案,而液体冷却和两相冷却的传热效率更高,更适合高性能应用场景。

不过,液体冷却在兼容性和维护方面可能存在挑战,而两相冷却方案可能需要针对汽‑液界面管控做额外设计考量。最优热管理方案的确定取决于具体应用需求,需要在性能、成本和复杂度之间做权衡取舍。

传导冷却

不使用任何流体的系统被视为传导冷却解决方案。这类热管理方案依靠材料自身的热导率,将热量高效带离热源。大多数空气、液体和两相系统的部件中都存在一定程度的热传导,但热量传递更依赖流体流动。

依据对流类型,热管理解决方案可分为自然对流(被动方案)和强制对流(主动方案)。自然对流依靠热源周边空气或液体的自然流动散热,流动由热源与环境之间的温差驱动。而强制对流借助风扇或鼓风机、泵或其他机械装置驱动空气或液体环绕热源循环流动,强化传热,提升冷却效率。

风冷和两相冷却均可采用主动、被动两种配置,而液体冷却方案则以主动方案为主。

为什么热管理很重要?

在设计阶段就纳入热管理考量,有助于避免代价高昂的重新设计或维修。医疗、航空航天、国防、电动出行等行业,对热管理有着严格的监管要求。如不遵守此类要求,会引发法律责任、罚款,甚至造成人员伤亡。

热管理方案效率低下会增大能源消耗,既影响设备性能与寿命,也会对环境造成不利影响。这也是数据中心、大功率计算等行业的重要设计关注点。在设备设计之初充分考虑热管理,能够最大限度降低能源消耗,打造更具可持续性的产品。

接触温度是影响产品用户体验的重要因素。如果设备或部件表面温度过高,触摸时就会有烫伤或造成其他人身伤害的风险。这还可能导致负面媒体报道,损害品牌价值,并带来其他法律责任。

总而言之,热管理应当是设计流程中不可或缺的一环,以确保设备安全可靠运行、符合法规要求、节约成本、实现环境可持续发展,并维护品牌声誉。

伊顿热管理解决方案的差异化优势

伊顿拥有超过半个世纪的实操经验与技术积累,面向电动出行、数据中心、医疗等诸多行业,设计并规模化制造定制化热管理解决方案。依托我们完善的供应商网络、工程经验和制造专长,可提供全套热管理解决方案,应对您的独特需求和挑战。如需进一步了解我们的热管理解决方案,或探讨您的项目需求,请预约与我们的专家进行咨询。