Važnost upravljanja toplinom baterije u novom energetskom polju
Toplinsko upravljanje je proces u kojem baterije i druge komponente koriste metode grijanja ili hlađenja za reguliranje i kontrolu temperature i temperaturne razlike ciljnog objekta. Osnovni principi uključeni u upravljanje toplinom uključuju provođenje topline, konvekcijski prijenos topline ili toplinsko zračenje, a svi oni uključuju temperaturne razlike. Stoga proces upravljanja toplinom zahtijeva utrošak energije za stvaranje temperaturne razlike između ciljanog objekta i vanjske okoline. Scenariji njegove primjene vrlo su raznoliki i naširoko se primjenjuje u industrijama kao što su industrija, komunikacije, potrošačka elektronika, poslužitelji, pohrana energije, nova energetska vozila itd. Ima vrlo pozitivan učinak na normalan i stabilan rad povezane opreme ili elektroničke komponente. S brzim razvojem srodnih industrija, industrija upravljanja toplinom također će se sve više cijeniti.
Važnost upravljanja toplinom:
1. Upravljanje toplinom može spriječiti pregrijavanje i kvarove sustava. S brzim razvojem scenarija primjene povezanih s upravljanjem toplinom, povećavaju se funkcije povezane opreme, a rad komponenti akumulira veliku količinu topline. Prekomjerno nakupljanje topline može dovesti do oštećenja elektroničkih komponenti, smanjenih performansi opreme, pa čak i kolapsa cijelog sustava. Primjenom razumnih mjera upravljanja toplinom, toplina se može učinkovito raspršiti, osiguravajući rad sustava unutar odgovarajućeg temperaturnog raspona i poboljšavajući pouzdanost sustava.
2. Upravljanjem toplinom, performanse i životni vijek opreme mogu se znatno poboljšati. Uzimajući za primjer najčešće korištene mobilne telefone, zbog kompaktnog rasporeda unutarnje strukture telefona, gotovo da nema praznina između različitih elektroničkih komponenti. Ako se toplina iz baterije i procesora ne može isprazniti na vrijeme, to će utjecati na različite temperature drugih komponenti, čime će se poremetiti koordinirani rad različitog hardvera, ne samo da će utjecati na performanse uređaja, već i na životni vijek telefona.
3. Iz perspektive nužnosti sigurnosti. Sustavi toplinskog upravljanja nezamjenjivi su u povezanim industrijama. Uzimajući za primjer industriju skladištenja energije, kako se razmjer stanica za skladištenje energije povećava i broj i snaga baterija povećava, velika količina topline će se akumulirati tijekom rada. Ako se ne postigne učinkovito i pravovremeno odvođenje topline, to će dovesti do ozbiljnih posljedica toplinskog odlaska. Stoga je učinkovito upravljanje toplinom od velike važnosti za sigurnost.
4. Upravljanje toplinom može poboljšati učinkovitost korištenja energije. U novim energetskim vozilima radna okolina s visokom ili niskom energijom može utjecati na performanse baterije, a time i na domet novih energetskih vozila. Kroz razumne i učinkovite strategije upravljanja toplinom, radna temperatura može se održavati na razumnoj temperaturi, može se smanjiti potrošnja energije i operativni troškovi.
Vrste tehnologija upravljanja toplinom za nove energetske baterije:
Hlađenje zrakom uobičajen je i jednostavan način odvođenja topline, koji koristi prirodni protok zraka ili ventilatore za otpuhivanje topline koju apsorbira radijator. Ima prednosti niske cijene, jednostavne instalacije, pouzdanosti i lakog održavanja, ali na njega uvelike utječe okoliš, a rane primjene električnih vozila bile su češće.
Hlađenje tekućinom može se podijeliti na hlađenje tekućinom hladnom pločom i hlađenje tekućinom uranjanjem. Tekuće hlađenje hladnom pločom neizravna je metoda odvođenja topline, koja koristi rashladno sredstvo u hladnoj ploči za izmjenu topline s baterijom tako što dolazi u kontakt s rashladnom pločom i odvodi toplinu kroz rashladni kanal. Hlađenje uranjanjem u tekućinu metoda je odvođenja topline koja uključuje uranjanje baterijskih modula u izolacijsku rashladnu tekućinu radi izmjene topline. Hlađenje tekućinom ima prednosti poput visoke učinkovitosti prijenosa topline i ravnomjernog intenziteta topline, ali njegova je cijena relativno visoka.
Izravno hlađenje rashladnim sredstvom je korištenje rashladnog sredstva iz klimatizacijskog sustava vozila za izravan protok rashladnog sredstva u isparivač unutar baterije. Rashladno sredstvo isparava u isparivaču i učinkovito odvodi toplinu iz baterijskog sustava. Ovaj dizajn je jednostavan i lako se rastavlja, s niskim troškovima održavanja u kasnijoj fazi. Međutim, izravno grijanje nije moguće i potrebno je dodati dodatne sustave grijanja.
Materijali s faznom promjenom mogu se podijeliti u tri vrste: anorganski fazno promjenjivi materijali, organski fazno promjenjivi materijali i kompozitni fazno promjenjivi materijali. Procesom apsorpcije i otpuštanja topline, uz stabilnu temperaturu sustava, može se postići približno konstantan temperaturni učinak, a primijenjen je u mnogim područjima. Ima jednostavnu strukturu, malu masu i velike karakteristike latentne topline, ali visoke troškove zamjene i slabu stabilnost.
S razvojem povezanih industrija, važnosti potrošnje energije i sigurnosti od strane relevantnih odjela, te zahtjevima kupaca za stabilnošću povezanih proizvoda, proizvođači sve više cijene upravljanje toplinom. Njegove karakteristike održavanja stabilnosti sustava, poboljšanja performansi, poboljšanja sigurnosti i smanjenja troškova također su favorizirane od strane relevantnih profesionalaca u industriji. Stoga će se kontinuiranim razvojem povezane tehnologije materijala primjenjivati sve više rješenja, a scenariji primjene upravljanja toplinom dodatno će se proširivati.
