Termisk styringsteknologi for kraftceller
I den raske utviklingen av elektriske kjøretøy (EV) blir problemet med termisk løping mer og mer åpenbart.
Batteripakken er den viktigste energilagringskomponenten til elektriske kjøretøy (ev), som er sammensatt av litium-ion-batterier og har en direkte effekt på ytelsen til EV. For å optimere ytelsen og levetiden til batteripakken, er det nødvendig å optimalisere strukturen til batteripakken og designe batteripakkens varmestyringssystem (BTMS) som kan tilpasse seg høy og lav temperatur.
Termisk styringsteknologi for nytt energikjøretøys batterisystem
Essensen av lithium-ion batterikjøleteknologi er prosessen med varmeveksling gjennom et kjølemedium som overfører varme fra innsiden av batteriet til det ytre miljøet, og dermed reduserer den interne temperaturen til batteriet. I henhold til forskjellen på kjølemedium, kan det deles inn i luftkjøling, flytende kjøling, fastfaseendringsmaterialekjøling og varmerørkjøling.
1. Luftkjølt kjølesystem
Luftkjølt kjølesystem også kjent som luftkjølt kjølesystem. Dette er den enkleste måten å avkjøle en batteripakke ved å la luft strømme gjennom overflaten på batteriet for å fjerne varmen som genereres av batteriet.
I henhold til ventilasjonstiltakene (med eller uten vifter etc.) kan det luftkjølte periferiutstyret deles inn i naturlig konveksjon og tvungen ventilasjon.
Naturlig konveksjon utstråler varme
Et system som ikke er avhengig av ekstern tvungen ventilasjon (f.eks. vifter), men kjøler og utstråler varme gjennom væskestrømmen inne i selve batteripakken på grunn av temperaturendringer.
Tvunget ventilasjon for varmeavledning
Basert på den naturlige konveksjonsvarmeavledningen tilføres den tilsvarende tvungen ventilasjonsteknologi til varmeavledningssystemet.
I henhold til arrangementet av batterier kan luftkjølesystemet deles inn i serie- og parallellsystem. Effekten av denne metoden er imidlertid dårlig, og det er vanskelig å oppnå en jevnhet ved høy temperatur på batteriet. Luftkjølesystemet har enkel strukturdesign og lav pris, men dens varmeavledningseffekt er ikke åpenbar, og strømbatteriet kan ikke fungere i det normale temperaturområdet. Ved å endre batteriarrangement, luftkanal, batteriavstand og vindhastighet, kan luftkjølesystemet optimaliseres for å oppnå bedre kjøleeffekt av batterivarmestyringssystemet.
2. Væskeavkjølt kjølesystem
Systemet refererer til kjølemediet i direkte eller indirekte kontakt med strømbatteriet, bruk av konvektiv varmeoverføringsprinsipp, gjennom sirkulasjon av væskestrøm av varmen generert i batteripakken bort, bruksmodellen relaterer seg til et varmeavledningssystem som kan oppnå varmeavledningseffekten.
Kjølemiddel (kjølevæske)
Den har høy varmeledningsevne, god varmeavledning, kan være en blanding av vann, vann og glykol, mineralolje og R134a, etc., den er mye brukt i kjølesystemer for elektriske kjøretøy. For eksempel bruker Tesla-batteripakken en væskekjølt blanding av vann og etylenglykol, mens BMW I-3 bruker R134A.
Den kan deles inn i direkte kjøling og indirekte kjøling etter om kjølevæsken er i kontakt med batteriet. Varmeoverføringskoeffisienten til væske er større enn luft, og effekten av varmespredning er bedre, men strukturen er kompleks, kravet til tetningstilstand er høy, og kostnadene for design og vedlikehold er relativt høye.
I væskekjølingsteknologien har strukturdesignet hovedsakelig løperstrukturdesign, kjøleplatearrangementformdesign. Væskekjølte systemer krever ofte mer komplekse og krevende strukturelle design for å forhindre lekkasje av flytende kjølemiddel og for å sikre jevnhet mellom cellemonomerene i batteripakken. Men den komplekse strukturen gjør også hele kjøleribbesystemet veldig klumpete, noe som øker vekten på hele kjøretøyet, og gjør vedlikehold og vedlikehold relativt vanskelig, vedlikeholdskostnadene øker også tilsvarende.
3. Faseendre materialkjølesystem
Faseendringsmateriale (PCM) brukes som varmeoverføringsmedium for å absorbere (eller frigjøre) varmen fra batteriet under faseendringsreaksjonen, kjøleteknologien har god temperaturkontrolleffekt og jevn temperaturevne, men materialet er dyrt.
Faseendringsmaterialer vil absorbere (eller frigjøre) mye varme under overgangen mellom flytende tilstand, fast tilstand og damptilstand. Når temperaturen til en enkelt celle overstiger det normale arbeidstemperaturområdet, kan varmen overføres raskt, slik at temperaturen mellom enkeltcellene i utgangspunktet er den samme.
For å endre materialfeilene, vil noen metallmaterialer fylles inn i faseendringsmaterialet, for eksempel svært tynn aluminiumsplate fylt inn i faseendringsmaterialet, for å forbedre den termiske ledningsevnen. For å forbedre den termiske ledningsevnen til faseendringsmaterialer, fyller noen mennesker karbonfibre, karbonnanorør og så videre.
