قالب های ریخته گری با آب خنک شده با آب کنترل الکترونیکی انرژی جدید عمدتاً برای چه اجزای کنترل الکترونیکی استفاده می شوند؟

مقدمه ای بر کنترل الکترونیکی انرژی های نو و نیازهای خنک کننده
در سیستم های انرژی جدید، کنترل الکترونیکی نقش اصلی را در تضمین عملکرد کارآمد، تبدیل انرژی و ایمنی ایفا می کند. این سیستم ها اغلب تحت شرایط سوئیچینگ جریان بالا و فرکانس بالا کار می کنند که مقادیر قابل توجهی گرما تولید می کنند. برای اطمینان از پایداری طولانی مدت، قالب های ریخته گری آب خنک به طور گسترده ای به عنوان اجزای مدیریت ساختاری و حرارتی استفاده می شود. آنها کانال های خنک کننده را مستقیماً در محفظه دایکاست ادغام می کنند و هم حفاظت مکانیکی و هم اتلاف گرما موثر را ارائه می دهند. درک اینکه کدام اجزای کنترل الکترونیکی بیشتر از چنین فناوری سود می برند، به برجسته کردن ارزش عملی آنها در کاربردهای انرژی جدید کمک می کند.

اینورترهای برق و ریخته گری با آب خنک
یکی از رایج ترین قطعات کنترل الکترونیکی که در آن قالب های ریخته گری آب خنک اینورتر قدرت اعمال می شود. اینورترها جریان مستقیم باتری ها را به جریان متناوب برای موتورهای الکتریکی تبدیل می کنند. این فرآیند به دستگاه های سوئیچینگ با سرعت بالا مانند IGBT یا MOSFET نیاز دارد که می توانند نقاط گرمایی موضعی ایجاد کنند. دایکستینگ های آب خنک با هدایت مایع خنک کننده به ماژول های نیمه هادی، دمای اینورتر را تثبیت می کنند. ادغام خنک کننده و محفظه، اندازه کلی را کاهش می دهد و از فشردگی سیستم پشتیبانی می کند.

مبدل های DC-DC در مدیریت انرژی
مبدل های DC-DC یکی دیگر از اجزای حیاتی هستند که در آن قالب های ریخته گری با آب خنک می شوند. آنها تبدیل ولتاژ را بین زیرسیستم های مختلف مدیریت می کنند، مانند باتری های کششی ولتاژ بالا به مدارهای کمکی ولتاژ پایین. به دلیل عملکرد مداوم و بار متغیر، مبدل ها خروجی حرارتی ثابتی تولید می کنند. قالب‌های ریخته‌گری با آب خنک‌شده تضمین می‌کنند که تنش حرارتی به حداقل می‌رسد و از مدارهای حساس در برابر آسیب محافظت می‌کند. ادغام فشرده آنها در محفظه مبدل همچنین آنها را برای وسایل نقلیه ای که بهره وری از فضا ضروری است مناسب می کند.

کنترلرهای موتور و واحدهای محرک
کنترل‌کننده‌های موتور در وسایل نقلیه الکتریکی یا ماشین‌های صنعتی بارهای دینامیکی، شتاب‌گیری سریع و فرآیندهای ترمز را کنترل می‌کنند. این عملیات باعث ایجاد تنش حرارتی بالایی بر روی ماژول های قدرت و بردهای کنترل می شود. قالب‌های ریخته‌گری با آب خنک‌شده در اطراف این اجزا، هم محافظ فیزیکی و هم کانال‌های خنک‌کننده کارآمد را فراهم می‌کنند. در واحدهای درایو پرقدرت، حفظ تعادل دما مستقیماً بر ثبات عملکرد تأثیر می گذارد و خطر خاموش شدن ناگهانی ناشی از گرمای بیش از حد را کاهش می دهد.

شارژرهای داخلی و ماژول های شارژ
شارژرهای داخلی ورودی جریان متناوب از ایستگاه های شارژ را مدیریت می کنند و آن را برای ذخیره باتری به جریان مستقیم تبدیل می کنند. این فرآیند شامل یکسوسازی، تصحیح ضریب توان و تثبیت ولتاژ است که همگی گرمای قابل توجهی تولید می کنند. ریخته‌گری‌های خنک‌شده با آب که در این شارژرها ادغام شده‌اند، عملکرد قابل اعتماد را حتی در محیط‌های با دمای بالا یا در طول جلسات شارژ سریع تضمین می‌کنند. آنها همچنین با ترکیب ساختار و خنک کننده به کاهش اندازه کلی شارژر کمک می کنند.

ماژول های سیستم مدیریت باتری (BMS).
اگرچه هر BMS به خنک کننده آب نیاز ندارد، بسته های باتری با ظرفیت یا ولتاژ بالا اغلب از قالب های ریخته گری آب خنک برای ماژول های مرتبط استفاده می کنند. مدیریت دما در مدارهای کنترل باتری، نظارت، تعادل و حفاظت دقیق سلول ها را تضمین می کند. دایکستینگ ها به عنوان محفظه های محافظ عمل می کنند و از الکترونیک در برابر شرایط محیطی محافظت می کنند و در عین حال گردش مایع خنک کننده را کنترل می کنند. در چنین شرایطی، ثبات دما هم برای ایمنی و هم برای عملکرد حیاتی است.

واحدهای توزیع پرقدرت
واحدهای توزیع در سیستم های انرژی جدید جریان مستقیم بین باتری ها، موتورها و تجهیزات کمکی دارند. تحت شرایط اوج بار، آنها با استرس الکتریکی قابل توجهی مواجه می شوند که منجر به تجمع گرما می شود. قالب‌های ریخته‌گری با آب خنک‌شده نقش دوگانه محفظه و رسانای حرارتی را ارائه می‌کنند و تضمین می‌کنند که اجزای داخلی در دمای عملیاتی قابل قبول باقی می‌مانند. این امر از تلفات توان ناشی از افزایش مقاومت ناشی از گرمای بیش از حد جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان سیستم را در عملکرد طولانی مدت بهبود می بخشد.

پایداری حرارتی و قابلیت اطمینان اجزای مختلف
پایداری دایکستینگ‌های خنک‌شده با آب در اجزای مختلف کنترل الکترونیکی تحت تأثیر دقت طراحی، جریان مایع خنک‌کننده و انتخاب مواد است. قطعاتی مانند اینورترها و کنترل‌کننده‌ها به دلیل گرمای خروجی بالایشان بیشترین سود را دارند، در حالی که واحدهای شارژ و ماژول‌های توزیع برای کارکرد طولانی‌مدت به خنک‌کننده ثابت وابسته هستند. تغییرپذیری در معماری سیستم مستلزم طراحی های دایکاست متناسب است تا اطمینان حاصل شود که هر جزء خنک کننده کافی را دریافت می کند.

مقایسه با جایگزین های هوا خنک
در حالی که گاهی اوقات از خنک کننده هوا برای قطعات کوچکتر یا کم مصرف استفاده می شود، نمی تواند با راندمان قالب های ریخته گری آب خنک در سیستم های پر انرژی مطابقت داشته باشد. خنک کننده هوا به ساختارهای پره دار و فن ها متکی است که اندازه سیستم و سطح نویز را افزایش می دهد. در مقابل، خنک‌کننده آب، کنترل حرارتی سازگارتر و محلی‌تری را فراهم می‌کند، به ویژه برای ماژول‌های کنترل الکترونیکی فشرده که در آن فضا محدود است. بنابراین، در کاربردهای پرقدرت، قالب‌های ریخته‌گری با آب سرد اغلب به جای محفظه‌های خنک‌شونده با هوا انتخاب می‌شوند.

مزایای یکپارچه سازی فراتر از خنک سازی
فراتر از مدیریت حرارتی، قالب‌های ریخته‌گری با آب خنک‌شده به عنوان حفاظت مکانیکی و محافظ الکترومغناطیسی برای اجزای کنترل الکترونیکی عمل می‌کنند. ساختار مستحکم آنها در برابر ارتعاشات، گرد و غبار و رطوبت که معمولاً در وسایل نقلیه الکتریکی و محیط‌های انرژی تجدیدپذیر با آن مواجه می‌شوند، محافظت می‌کند. یکپارچه سازی خنک کننده با محفظه مکانیکی تعداد قطعات جداگانه را کاهش می دهد، مونتاژ را ساده می کند و پایداری سیستم را در دراز مدت بهبود می بخشد.

ملاحظات زیست محیطی و عملیاتی
در کاربردهای دنیای واقعی، اجزای کنترل الکترونیکی در معرض دماهای نوسان، شوک های مکانیکی و رطوبت متغیر قرار می گیرند. پایداری قالب‌های ریخته‌گری با آب خنک‌شده در چنین شرایطی، مدیریت حرارتی مداوم را بدون تعمیر و نگهداری مکرر تضمین می‌کند. این امر به ویژه برای وسایل نقلیه الکتریکی که باید در محدوده وسیع محیطی کار کنند بسیار مهم است. با محافظت از قطعاتی مانند اینورترها و شارژرها در برابر فشارهای داخلی و خارجی، دایکستینگ ها کمک قابل توجهی به قابلیت اطمینان عملیاتی می کنند.