Proračun odabira grijaćeg elementa

a) Baterijski grijaći elementi prvenstveno su dostupni u tri oblika: silikonski grijaći elementi, PTC grijaći elementi i PI grijaći filmovi. Dizajn veličine grijaćeg elementa finalizira se nakon odabira odgovarajućeg materijala na temelju zahtjeva za grijaćom snagom, cijene, težine i prostora.

1) PTC grijaći elementi sadrže keramički grijaći element i aluminijsku ploču koja je obično debljine 5-8 mm i ima nosivost. Dno baterijskog modula je obično tamo gdje se oni nalaze, kao što je prikazano na slici 1(a).

2) Silikonski grijaći elementi sastoje se od silikonskog tijela i grijaće jezgre debljine približno 1,2 mm. Obično su smješteni na bočnoj strani modula i ne mogu podnijeti težinu. Alternativno, silikonski grijaći element može se smjestiti na bazu modula, kao što je prikazano na slici 1(b).

3) PI grijaći filmovi sastoje se od grijaće jezgre i PI filma, koji su obično debljine približno 0,38 mm. Obično su smješteni na bočnoj strani modula i ne mogu podnijeti težinu. Osim toga, mogu se postaviti u podnožje modula ako postoji dovoljno prostora.

b) Proračun ogrjevne snage

Snaga grijanja grijaćeg elementa određena je sljedećom formulom:

F = 60 × R × W

Gdje F označava snagu grijanja grijaćeg elementa, W;

Specifični toplinski kapacitet modula označava se s R/(K ∙ K).

Težina modula, u kilogramima, označena je s W.

60 odnosi se na-potrebnu brzinu zagrijavanja baterije, stupanj/stupanj.

U praktičnim primjenama, uzimajući u obzir faktore kao što su provođenje topline između modula i ostalih komponenti, rasipanje topline na drugoj strani grijaćeg elementa i smanjenje snage grijaćeg elementa zbog promjena napona baterijskog sustava, dodatnih 20% margine dodaje se odabiru dizajna. Dakle, stvarna potrebna snaga grijanja je:

F₀ = F₀ × (1 + 20%)

c) Odabir gustoće snage

U praktičnim primjenama, budući da su baterije na oba kraja modula u izravnom kontaktu s krajnjom pločom, rasipanje topline je relativno brzo kroz krajnju ploču. Osim toga, zbog presavijenog ruba krajnje izolacijske ploče, neka područja baterije blizu krajnje ploče nemaju grijaće elemente. Ova dva faktora dovode do povećane temperaturne razlike između baterija na oba kraja modula i baterije u sredini modula tijekom zagrijavanja. Stoga, u stvarnom dizajnu grijaćeg elementa, gustoća snage grijaćeg elementa bliže kraju modula je odgovarajuće povećana.

PTC grijaći elementi posjeduju samo-regulaciju temperature. Kao što je prikazano na slici 2, keramički PTC element se zagrijava nakon primjene napona, a unutarnja temperatura brzo raste, prelazeći iz NTC učinka u PTC učinak. Nakon toga, kako temperatura raste, otpor se naglo povećava, na kraju se postiže ravnoteža između zagrijavanja i rasipanja topline, postižući automatsku kontrolu temperature. Općenito, samo-kontrolirana temperatura dizajnirana je između 60 stupnjeva i 80 stupnjeva. Kada se koristi s baterijskim modulom, površinska toplinska ravnotežna temperatura grijaćeg elementa obično je između 20 stupnjeva i 40 stupnjeva na sobnoj temperaturi. Površina grijaćeg elementa ne svijetli crveno niti emitira otvoreni plamen, što osigurava sigurnost i pouzdanost. Uobičajena gustoća snage za PTC grijaće elemente je 0,5~0,6 K/K².

Silikonski grijaći elementi i PI grijaći filmovi imaju drugačije karakteristike grijanja od PTC-a. Veća gustoća snage rezultira višim temperaturama suhog -gorenja, kao što je prikazano u tablici 1. Dok se zadovoljavaju zahtjevi za snagom grijanja, gustoća snage treba biti minimizirana. Uobičajene gustoće snage za silikonske grijaće elemente i PI grijaće filmove su 0,25~0,4 K/K².

Nakon povećanja gustoće snage na oba kraja grijaćeg elementa, potrebno je ponovno izračunati ukupnu snagu grijanja grijaćeg elementa. Formula za izračun je sljedeća:

𝑃𝐻0′ = 𝑃𝐻0 + 𝑃x

Gdje se 𝑃𝑥 odnosi na snagu grijanja povećane gustoće snage na oba kraja grijaćeg elementa, u W.

d) Napon grijaćeg elementa

PTC grijaći elementi povezani su paralelno unutar baterijskog paketa, dok su silikonski grijaći elementi i PI grijaći filmovi spojeni serijski. Napon grijaćeg elementa ima dva scenarija: Prvo, napon grijanja osigurava paket baterija, u kojem slučaju je napon PTC grijaćeg elementa u skladu s naponom platforme paketa baterija, a vrijednost napona svakog silikonskog grijaćeg elementa i PI grijaćeg filma određena je brojem elemenata povezanih u seriju. Drugo, napon grijaćeg elementa osigurava vanjski punjač, ​​u kojem slučaju je PTC napon u skladu s naponom punjača, a vrijednost napona svakog silikonskog grijaćeg elementa i PI grijaćeg filma određena je brojem elemenata spojenih u seriju.

e) Otpor grijaćeg elementa

Otpor grijaćeg elementa određen je izračunatom snagom i naponom grijaćeg elementa, kao što je prikazano u sljedećoj formuli:

F = F^2/F0′

Gdje se F odnosi na napon jednog grijaćeg elementa (V);

F0′ se odnosi na snagu grijanja jednog grijaćeg elementa (W).

f) Dizajn pričvršćivanja grijaćeg elementa: PTC grijaći elementi pričvršćeni su na dno kućišta vijcima, postižući tijesan kontakt s modulom pomoću termalnih jastučića ili ljepila; silikonski grijaći elementi i PI grijaći filmovi obično se pričvršćuju na bočnu ili donju stranu modula pomoću jedno-stranog ljepila.

g) Pričvršćivanje kabelskog svežnja: kabelski svežanj općenito je fiksiran na završnu ploču ili kućište, obično s razmakom od 150 mm~200 mm.