Технология за управление на топлината за захранващи клетки
В бързото развитие на електрическите превозни средства (EV), проблемът с топлинното бягане става все по-очевиден.
Батерийният пакет е основният компонент за съхранение на енергия на електрическото превозно средство (ev), който се състои от литиево-йонни батерии и има пряк ефект върху работата на EV. За да се оптимизира производителността и живота на батерията, е необходимо да се оптимизира структурата на батерията и да се проектира система за управление на топлината на батерията (BTMS), която може да се адаптира към висока и ниска температура.
Технология за термично управление на нова енергийна система за превозни средства
Същността на технологията за охлаждане на литиево-йонната батерия е процесът на топлообмен чрез охлаждаща среда, която пренася топлината от вътрешността на батерията към външната среда, като по този начин намалява вътрешната температура на батерията. Според разликата в охлаждащата среда, тя може да бъде разделена на въздушно охлаждане, течно охлаждане, охлаждане на материал с промяна на твърдата фаза и охлаждане на топлинни тръби.
1. Охладителна система с въздушно охлаждане
Охладителна система с въздушно охлаждане, известна още като охладителна система с въздушно охлаждане. Това е най-лесният начин за охлаждане на захранваща батерия, като оставите въздуха да тече през повърхността на батерията, за да премахне топлината, генерирана от батерията.
Според мерките за вентилация (с или без вентилатори и т.н.), периферното оборудване с въздушно охлаждане може да бъде разделено на естествена конвекция и принудителна вентилация.
Естествената конвекция излъчва топлина
Система, която не разчита на външна принудителна вентилация (напр. вентилатори), но охлажда и излъчва топлина чрез потока на течността вътре в самата батерия поради температурни промени.
Принудителна вентилация за отвеждане на топлината
Въз основа на разсейването на топлината с естествена конвекция към системата за разсейване на топлината се добавя съответната технология за принудителна вентилация.
Според разположението на батериите системата за въздушно охлаждане може да бъде разделена на последователна и паралелна система. Ефектът от този метод обаче е слаб и е трудно да се постигне висока температурна равномерност на батерията. Системата за въздушно охлаждане има проста конструкция и ниска цена, но нейният ефект на разсейване на топлината не е очевиден и захранващата батерия не може да работи в нормалния температурен диапазон. Чрез промяна на разположението на батерията, въздуховода, разстоянието на батерията и скоростта на вятъра, системата за въздушно охлаждане може да бъде оптимизирана, за да се постигне по-добър охлаждащ ефект на системата за управление на топлината на батерията.
2. Охладителна система с течно охлаждане
Системата се отнася до хладилния агент в пряк или непряк контакт със захранващата батерия, използването на принципа на конвективен топлопренос, чрез циркулация на течния поток на топлината, генерирана в батерията, полезният модел се отнася до система за разсейване на топлината, която може да постигне ефект на разсейване на топлината.
Хладилен агент (охлаждаща течност)
Има висока топлопроводимост, добро разсейване на топлината, може да бъде смес от вода, вода и гликол, минерално масло и R134a и т.н., широко се използва в системи за охлаждане на електрически превозни средства. Например батерията на Tesla използва течно охлаждана смес от вода и етиленгликол, докато BMW I-3 използва R134A.
Може да се раздели на директно охлаждане и непряко охлаждане според това дали охлаждащата течност е в контакт с батерията. Коефициентът на топлопреминаване на течността е по-голям от този на въздуха и ефектът от разсейването на топлината е по-добър, но структурата е сложна, изискването за състояние на запечатване е високо и разходите за проектиране и поддръжка са сравнително високи.
В технологията за течно охлаждане, дизайнът на структурата има главно дизайн на структурата на бегача, дизайн на формата на разположението на охлаждащата плоча. Системите с течно охлаждане често изискват по-сложни и взискателни структурни проекти, за да се предотврати изтичане на течен хладилен агент и да се осигури еднаквост между клетъчните мономери в батерията. Но сложната му структура също така прави цялата система на радиатора много обемиста, което увеличава теглото на цялото превозно средство и прави поддръжката и поддръжката относително трудна, разходите за поддръжка също се увеличават съответно.
3. Система за охлаждане на материала с фазова промяна
Материалът за промяна на фазата (PCM) се използва като среда за пренос на топлина за абсорбиране (или освобождаване) на топлината на батерията по време на реакцията на промяна на фазата, технологията за охлаждане има добър ефект на контрол на температурата и възможност за равномерна температура, но материалът е скъп.
Материалите с промяна на фазата ще абсорбират (или отделят) много топлина по време на прехода между течно състояние, твърдо състояние и състояние на пара. Когато температурата на една клетка надхвърли нормалния работен температурен диапазон, топлината може да се прехвърли бързо, така че температурата между отделните клетки е по същество една и съща.
За да се променят дефектите на материала, някои метални материали ще бъдат напълнени в материала за промяна на фазата, като например много тънка алуминиева плоча, напълнена в материала за промяна на фазата, за да се подобри топлопроводимостта. За да се подобри топлопроводимостта на материалите с промяна на фазата, някои хора запълват въглеродни влакна, въглеродни нанотръби и т.н.