Progrès dans la recherche sur l’optimisation de l’homogénéité thermique des dissipateurs à microcanaux

Wang Yantong ,  

Xu Xiangguo ,  

Li Nian ,  

摘要

Les dissipateurs thermiques à microcanaux (microchannel heat sink, MCHS), grâce à leur coefficient de transfert de chaleur élevé (heat transfer coefficient, HTC) et leur structure compacte, ont de larges perspectives d'application dans la gestion thermique des batteries (battery thermal management system, BTMS). En raison des exigences strictes de uniformité de température des batteries de puissance, cet article passe en revue les avancées dans l'optimisation de l'homogénéité thermique des dissipateurs à microcanaux refroidis par liquide monophasique et diphasique, analyse les mécanismes de formation des disparités thermiques, les méthodes d'optimisation structurelle et la faisabilité de fabrication. Les résultats montrent que l'hétérogénéité thermique des microcanaux monophasés est causée par une distribution inégale du débit dans les canaux parallèles et le réchauffement du fluide de refroidissement en cours de parcours ; l'optimisation des dispositions d'entrée et de sortie, l'amélioration de la structure du collecteur, l’utilisation de voies biomimétiques/topologiques et la mise en place de structures à densité variable de perturbation peuvent efficacement améliorer la distribution de la température. Pour les microcanaux diphasiques, l'uniformité thermique est influencée conjointement par la distribution du débit et le comportement des bulles, qui nécessitent d’être régulés par la modification de surface et des structures spéciales pour contrôler la distribution des phases liquide et gaz. L'analyse comparative révèle que l'optimisation du flux monophasique se concentre sur l’amélioration de la distribution du flux liquide et le renforcement du transfert thermique en aval, tandis que l’optimisation du flux diphasique porte sur le contrôle du comportement des bulles. De plus, l’application industrielle des structures microcanaux complexes est encore limitée par le coût de fabrication, la précision d’usinage et la fiabilité à long terme. Les résultats de l’étude peuvent servir de référence pour la conception de structures homogènes et leur application dans le BTMS utilisant des dissipateurs MCHS.

关键词

microcanaux;homogénéité thermique;optimisation structurelle;écoulement monophasique;écoulement diphasique

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