Upravljanje toplinom za EV bateriju
Novo energetsko vozilo projekt je koji podupire Kina. Posljednjih se godina brzo razvija. Cijela tehnologija vozila i tehnologija dijelova električnih vozila također se stalno inovira, a nove tehnologije i procesi se stalno uvode. U području rasipanja topline, ključna točka rasipanja topline električnih vozila leži u rasipanju topline baterijskih sklopova i kontrolera. Dobar posao u toplinskom dizajnu ova dva dijela također je nužno jamstvo za stabilan rad električnih vozila.
Siguran rad baterija uvelike ovisi o temperaturi okoline. Radna temperatura litijevih baterija je 0-50 stupnjeva, a optimalna radna temperatura je 20-40 stupnjeva. Ako temperatura prijeđe 50 stupnjeva, akumulacija topline baterije izravno će utjecati na trajanje baterije. Kada temperatura baterije prijeđe 80 stupnjeva, baterija može eksplodirati. U 2023. godini obujam prodaje električnih vozila u Kini iznosi čak 9,4 milijuna jedinica. Stoga je, kako bi se smanjila pojava nesreća u socijalnoj sigurnosti, posebno važan dizajn upravljanja toplinom baterija, koje su ključne komponente električnih vozila.
Sustav upravljanja toplinom baterije uključuje aktivne i pasivne načine rada, a aktivno upravljanje toplinom uključuje hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom i hlađenje rashladnim sredstvom; Pasivno upravljanje toplinom uključuje prirodno hlađenje, hlađenje toplinskim cijevima i materijale za promjenu faze. Tehnologija upravljanja toplinom litijevih baterija uglavnom uključuje četiri vrste: hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom, hlađenje toplinskim cijevima i hlađenje s promjenom faze.
Zračno hlađenje koristi zrak kao nosač topline za kontrolu i distribuciju unutarnje temperature sustava energetskih baterija. Prema metodama odvođenja topline i ventilacije, hlađenje zrakom može se podijeliti na serijsku ventilaciju i paralelnu ventilaciju. Tehnologija zračnog hlađenja ima nedostatke kao što su niska toplinska vodljivost i slab učinak kontrole ujednačenosti temperature baterije. Zbog trenda razvoja visoke gustoće energije u litijevim baterijama, hlađenje zrakom postupno postaje teško ispuniti zahtjeve tehnologije upravljanja toplinom.
Hlađenje tekućinom koristi rashladnu tekućinu kao nosač topline za kontrolu i distribuciju unutarnje temperature sustava baterija za napajanje. Ovaj sustav obično koristi vodene pumpe i cjevovode za dovršetak protoka rashladne tekućine unutar baterijskog sustava. Hlađenje tekućinom ima prednosti kao što su visoka učinkovitost hlađenja, visoka toplinska vodljivost i može poboljšati postojanost temperature baterije. Međutim, curenje tekućine može uzrokovati kratke spojeve baterije, tako da su potrebni visoki zahtjevi za brtvljenje za hlađenje tekućinom, što je sigurnosni problem kod hlađenja tekućinom. U isto vrijeme, hlađenje tekućinom povećat će težinu cijelog sustava litijskih baterija, što ne ide u prilog trendu male težine energetskih litijskih baterija.
Hlađenje toplinskim cijevima sustav je upravljanja toplinom koji koristi promjenu faze za postizanje toplinske vodljivosti. Toplinska cijev se sastoji od dijela za isparavanje, dijela za izolaciju i dijela za kondenzaciju. Medij unutar zatvorenog zračnog kanala će apsorbirati toplinu koju stvara baterija tijekom faze isparavanja, a zatim će prenijeti toplinu u vanjsko okruženje kroz kondenzacijski odjeljak, postižući učinak brzog hlađenja baterije.
Fazno promjenjivi materijali su materijali koji mogu promijeniti svoje fizičko stanje unutar određenog temperaturnog raspona. Hlađenje s promjenom faze ima prednosti brze disipacije topline, ujednačenosti visoke temperature i izolacije pri niskim temperaturama. Također može poboljšati fizikalna i kemijska svojstva kombiniranjem materijala s faznom promjenom s drugim materijalima prema vrsti materijala s faznom promjenom. Upotreba materijala s faznom promjenom za hlađenje može smanjiti prostor koji zauzima baterijski sustav bez trošenja dodatne energije iz baterije. Ali postoje i nedostaci poput niske toplinske vodljivosti i lakog curenja. Ako se hlađenje s promjenom faze kombinira s drugim metodama upravljanja toplinom kako bi se toplina koju apsorbiraju materijali s promjenom faze pravovremeno raspršila u vanjski okoliš, učinak hlađenja materijala s promjenom faze može se održivo iskoristiti.
Trenutno, u iteraciji električnih vozila, tehnološke inovacije u upravljanju toplinom baterija uvijek se stavljaju na vrlo važno mjesto. U budućnosti će se sustavi upravljanja toplinom baterija električnih vozila stalno razvijati u više aspekata, uključujući poboljšanje učinkovitosti, smanjenje troškova i poboljšanje inteligencije.
