Et væskekjølesystem for termisk styring
av litium-ion batteripakker
Utviklingen av elektriske kjøretøy har akselerert betydelig de siste årene på grunn av økende bekymring for forbruk av fossilt brensel og karbonutslipp fra enderør. Litium-ion-batterier er for tiden den mest brukte strømkilden for elektriske kjøretøy på grunn av deres høye energitetthet, lave selvutladningshastighet, lave vedlikeholdskrav, lang levetid, lette vekt og kompakte struktur. Ytelsen til Li-ion-batterier er imidlertid sterkt påvirket av driftstemperaturen. Det ideelle driftstemperaturområdet for litiumionbatterier er 25 til 40 grader, og maksimal temperaturforskjell mellom forskjellige batterier er mindre enn 5 grader. Arbeid i omgivelser med lav eller høy temperatur vil føre til forringelse av batteriytelsen, forkortet levetid og til og med termisk løping. Derfor er et utmerket batteri termisk styringssystem (BTMS) svært nødvendig for å sikre sikker og effektiv drift av litium-ion-batterier.
I henhold til ulike kjølestrategier kan BTMS deles inn i passivt kjølesystem, aktivt kjølesystem og hybridsystem som kombinerer passivt og aktivt. I passive kjølesystemer er det ikke noe ekstra strømforbruk, men de kan heller ikke kontrollere kjølesystemet for å endre kjølehastigheten. Implementer spesielle materialer eller varmeavledningsstrukturer på overflaten av litium-ion-batterier for å oppnå høy varmeoverføringsevne mellom batteriet og det ytre miljøet. Typiske eksempler inkluderer naturlig luftkonveksjon, faseendringsmaterialer (PCM) og varmerør.
Passiv luftkjøling har lav kjølekapasitet og er ikke egnet for kjøling av Li-ion-batterier med høy energitetthet. PCM er i stand til å lagre og frigjøre store mengder energi under tining, og har fått økende oppmerksomhet de siste årene. De viktigste fordelene med å inkorporere PCM i BTMS er god celletemperaturensartethet og fleksibel geometri. Den lave varmeledningsevnen til PCM hindrer imidlertid varmespredningshastigheten til batteriet, noe som utgjør alvorlige skjulte farer under høyhastighets lade-utladningsforhold. Derfor er det svært viktig å utvikle et termisk styringssystem for batterier for nye energi-elektriske kjøretøy med utmerket varmeavledningsytelse.
