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为解决高集成度计算机芯片、光电器件等引发的热障问题并降低能耗,本文基于前期研究基础,试验探索不同加热功率下基于芯片自身发热量来驱动液态金属循环,从而达到冷却芯片的方案.分析表明,该方法能有效降低芯片表面与环境之间的热阻.试验显示,热量通过热电片转化的电能,驱动液态金属电磁泵,并且在未设置风扇的情况下实现了50W的散热量;而且,加热功率越高,热电片产生电流越大,从而驱动力越强.这种热驱动型液态金属芯片散热器是一种完全静音、自适应、无需外部能苗输入的先进芯片散热器.

关键词: 自驱动 , 液态金属冷却 , 芯片散热 , 热管理 , 温差发电

碳/金属复合材料在热管理中的应用研究进展

饶中浩 , 张国庆 , 吴忠杰 , 傅李鹏 , 杨承昭

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.076

在简单介绍热导率与热膨胀系数对散热效果的影响基础上,论述了热管理,尤其是电子器件以及动力电池热管理.对比分析了几种碳/金属复合材料的性能,重点研究了其在热管理中的应用.

关键词: 碳/金属复合材料 , 热管理 , 热导率 , 热膨胀系数

一种控温热管理器的实验研究

皇甫艺 , 吴静怡 , 王如竹 , 夏再忠

工程热物理学报

本文针对余热利用中既需控制热源温度又需要对热量输入/输出进行管理的场合,提出了热管理器的概念.在运行过程中,热管理器可以实现对热源温度的控制,并根据各个用热对象的级别及工况,通过不凝性气体体积的变化,自动实现对热量输出的分配.为了验证热管理器的可行性,本文建立了实验样机及系统.实验结果表明,加热功率从6.0kW上升至14.0 kW,工质蒸汽温度的变化幅度仅为0.7℃.工质蒸汽/不凝性气体的交界面起到了良好的"热开关"作用.从热源回收的热量,按照优先级顺序依次分配给各个热用户.

关键词: 余热利用 , 热管理 , 控温 , 凝结换热

相变材料在动力电池热管理中的应用研究进展

王彦红 , 张成亮 , 俞会根 , 盛军 , 宋佳 , 曹艳军

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.22.001

面对全球能源短缺、环境污染等问题，电动汽车成为一种重要的替代交通工具。近两年，国内出现了多起电动汽车自燃事故，这引起人们对电动汽车安全性的高度关注。事故调查结果表明，多数事故的原因与电池安全性相关，而电池的热管理方式又对电池的安全性有至关重要的影响。相变材料用于动力电池热管理系统是一个新兴的发展方向，与传统空冷、液冷等方式相比，具有高效、节能、温度波动小、防止热逃逸等优点，但其低导热性能和难以与其它材料复合这两个缺点一直制约其实现真正应用。介绍和分析了近年来相变材料在动力电池热管理方面的应用研究进展，特别介绍了高导热相变材料的研究进展及其实际应用效果，并对未来该领域的发展方向进行了展望。

关键词: 相变材料 , 电动汽车 , 动力电池 , 热管理

大功率短时加热条件下相变储能式热沉瞬态性能及其优化的实验研究

肖玉麒 , 曾轶 , 范利武 , 洪荣华 , 俞自涛 , 胡亚才

工程热物理学报

为了评估相变储能式散热技术在间歇式大功率电子器件热管理中的适用性,本文采用实验方法研究了在短时大功率(60～120 W)较高热流密度(5.3～10.5 W.cm-2)加热条件下相变储能式热沉的瞬态性能.实验结果表明,在不同的加热功率下,采用相变储能式热沉可以将冷却目标的温升最多降低约40℃,而其平均等效热阻能比传统热沉降低30％以上,体现了明显的性能优势.此外,通过添加翅片的方法可以进一步改善相变储能式热沉的性能.如果设定电子器件正常的工作温度为80℃,有翅片的热沉能将有效保护时间延长多达130％.在大功率短时加热条件下,采用相变储能式热沉能够达到理想的散热效果,而通过强化传热手段可以进一步优化其性能.

关键词: 相变储能 , 热沉 , 热管理 , 大功率短时加热 , 翅片

高效热管理用金属基复合材料研究进展

李志强 , 谭占秋 , 范根莲 , 张荻

中国材料进展 doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2013.07.05

从高导热复合构型、高导热复合界面及新型高导热纳米碳增强体3个方面,综述了热管理用铜基和铝基功能复合材料的研究进展,并对高导热金属基复合材料的未来发展方向进行了预测与展望.在材料组分相同的情况下,基于金属基体与导热增强体之间复合构型和复合界面的差异,制备的金属基复合材料的导热与热膨胀性能会发生显著变化.此外,由于纳米增强体与基体在形貌、尺寸及表面化学性质等方面的不相容性,在新型高导热金属基纳米复合材料的研发过程中,更需要兼顾高导热复合构型与复合界面的优化设计.可以预言,采用碳纳米管、石墨烯纳米片等新型纳米碳增强体,设计与制备具有微/纳米跨尺度分级复合构型的金属基复合材料将成为未来的研究热点.

关键词: 热管理 , 金属基复合材料 , 复合构型 , 热导率 , 热膨胀

锂离子电池放电循环的发热特性研究

杨乃兴 , 张兄文 , 李国君

工程热物理学报

锂离子电池发热特性的研究对于发展电池热管理系统具有重要意义.本文采用数值方法对锂电池放电过程中的微观发热特性进行了研究,并对锂电池放电循环过程中固体电解质(SEI)膜和欧姆热的变化规律进行了分析,研究结果表明:锂电池以高倍率(＞5C)放电时,SEI膜产生的热量是锂电池发热的重要部分;随着放电循环的进行,锂电池负极颗粒表面SEI膜以线性规律增厚,导致电池SEI膜电阻不断增大;锂电池放电环境温度越高,锂电池负极SEI膜增厚越快,容量衰退越快.

关键词: 锂离子电池 , 热管理 , 放电循环 , 容量衰退 , 固体电解质膜