Прорачун избора грејног елемента

а) Батеријски грејни елементи су првенствено доступни у три облика: силиконски грејни елементи, ПТЦ грејни елементи и ПИ грејни филмови. Дизајн величине грејног елемента је финализован након што се изврши избор одговарајућег материјала на основу захтева за грејном снагом, цене, тежине и простора.

1) ПТЦ грејни елементи садрже керамички грејни елемент и алуминијумску плочу која је типично дебљине 5-8 мм и носивости. Дно батеријског модула је обично тамо где се налазе, као што је илустровано на слици 1(а).

2) Силиконски грејни елементи се састоје од силиконског тела и грејног језгра дебљине приближно 1,2 мм. Обично су постављени са стране модула и нису у стању да издрже тежину. Алтернативно, силиконски грејни елемент се може поставити на основу модула, као што је илустровано на слици 1(б).

3) ПИ грејни филмови се састоје од грејног језгра и ПИ филма, који су обично дебљине приближно 0,38 мм. Обично су постављени са стране модула и нису у стању да издрже тежину. Поред тога, могу се поставити на основу модула ако има довољно простора.

б) Прорачун снаге грејања

Снага грејања грејног елемента се одређује следећом формулом:

F = 60 × R × W

Где, Ф означава снагу грејања грејног елемента, В;

Специфични топлотни капацитет модула је означен са Р/(К ∙ К).

Тежина модула, у килограмима, означена је са В.

60 се односи на-потребну брзину загревања батерије, степен/степен.

У практичним применама, узимајући у обзир факторе као што су проводљивост топлоте између модула и других компоненти, дисипација топлоте на другој страни грејног елемента и смањење снаге грејног елемента услед промена напона система акумулатора, додатна маргина од 20% се додаје избору дизајна. Дакле, стварна потребна снага грејања је:

F₀ = F₀ × (1 + 20%)

ц) Избор густине снаге

У практичним применама, пошто су батерије на оба краја модула у директном контакту са завршном плочом, расипање топлоте је релативно брзо кроз завршну плочу. Поред тога, због савијене ивице завршне изолационе плоче, неким деловима батерије близу завршне плоче недостају грејни елементи. Ова два фактора доводе до повећане температурне разлике између батерија на оба краја модула и батерије у средини модула током загревања. Стога, у стварном дизајну грејног елемента, густина снаге грејног елемента ближе крају модула је на одговарајући начин повећана.

ПТЦ грејни елементи поседују само{0}}контролу температуре. Као што је приказано на слици 2, керамички ПТЦ елемент се загрева након примене напона, а унутрашња температура брзо расте, прелазећи са НТЦ ефекта на ПТЦ ефекат. Након тога, како температура расте, отпор се нагло повећава, на крају достижући равнотежу између грејања и одвођења топлоте, постижући аутоматску контролу температуре. Генерално, -самоконтролисана температура је дизајнирана између 60 степени и 80 степени. Када се користи са батеријским модулом, температура површинске термичке равнотеже грејног елемента је обично између 20 степени и 40 степени на собној температури. Површина грејног елемента не сија црвено и не емитује отворени пламен, што обезбеђује сигурност и поузданост. Уобичајена густина снаге за ПТЦ грејне елементе је 0,5~0,6 К/К².

Силиконски грејни елементи и ПИ грејни филмови имају различите карактеристике грејања од ПТЦ-а. Већа густина снаге доводи до виших температура-сагоревања на сувом, као што је приказано у табели 1. Док се испуњавају захтеви за снагом грејања, густина снаге треба да буде минимизирана. Обично коришћене густине снаге за силиконске грејне елементе и ПИ грејне филмове су 0,25~0,4 К/К².

Након повећања густине снаге на оба краја грејног елемента, потребно је поново израчунати укупну снагу грејања грејног елемента. Формула за израчунавање је следећа:

𝑃𝐻0′ = 𝑃𝐻0 + 𝑃x

Где се 𝑃𝑥 односи на снагу грејања повећане густине снаге на оба краја грејног елемента, у В.

д) Напон грејног елемента

ПТЦ грејни елементи су повезани паралелно унутар батерије, док су силиконски грејни елементи и ПИ грејни филмови повезани серијски. Напон грејног елемента има два сценарија: Прво, напон грејања обезбеђује батерија, у ком случају је напон ПТЦ грејног елемента у складу са напоном платформе батеријског пакета, а вредност напона сваког силиконског грејног елемента и ПИ грејног филма одређена је бројем елемената повезаних у серију. Друго, напон грејног елемента обезбеђује екстерни пуњач, у ком случају је ПТЦ напон конзистентан са напоном пуњача, а вредност напона сваког силиконског грејног елемента и ПИ грејног филма одређена је бројем елемената повезаних у серију.

е) Отпор грејног елемента

Отпор грејног елемента је одређен израчунатом снагом и напоном грејног елемента, као што је приказано у следећој формули:

F = F^2/F0′

Где се Ф односи на напон једног грејног елемента (В);

Ф0′ се односи на снагу грејања једног грејног елемента (В).

ф) Дизајн фиксирања грејног елемента: ПТЦ грејни елементи су причвршћени на дно кућишта вијцима, чиме се постиже чврст контакт са модулом преко термалних јастучића или лепка; силиконски грејни елементи и ПИ грејни филмови се обично причвршћују на бочну или доњу страну модула помоћу једностраног-лепила.

г) Причвршћивање грејног свежња: Кабелски свежањ је генерално фиксиран на завршну плочу или кућиште, обично са размаком од 150мм~200мм.