Význam Battery Thermal Managementu v oblasti nové energetiky
Tepelný management je proces, ve kterém baterie a další komponenty používají metody vytápění nebo chlazení k regulaci a řízení teploty a teplotního rozdílu cílového objektu. Mezi základní principy tepelného managementu patří vedení tepla, přenos tepla konvekcí nebo tepelné záření, přičemž všechny zahrnují teplotní rozdíly. Proto proces tepelného managementu vyžaduje spotřebu energie k vytvoření teplotního rozdílu mezi cílovým objektem a vnějším prostředím. Jeho aplikační scénáře jsou velmi rozmanité a je široce používán v průmyslových odvětvích, jako je průmysl, komunikace, spotřební elektronika, servery, úložiště energie, nová energetická vozidla atd. Má velmi pozitivní vliv na normální a stabilní provoz souvisejících zařízení. nebo elektronické součástky. S rychlým rozvojem souvisejících odvětví bude stále více ceněn i průmysl tepelného hospodářství.
Důležitost tepelného managementu:
1. Tepelný management může zabránit přehřátí a selhání systému. S rychlým rozvojem aplikačních scénářů souvisejících s tepelným managementem se zvyšují funkce souvisejících zařízení a provoz komponent akumuluje velké množství tepla. Nadměrná akumulace tepla může vést k poškození elektronických součástek, snížení výkonu zařízení a dokonce i kolapsu celého systému. Zavedením přiměřených opatření tepelného managementu může být teplo efektivně odváděno, což zajišťuje, že systém pracuje v příslušném teplotním rozsahu a zlepšuje spolehlivost systému.
2. Prostřednictvím tepelného managementu lze výrazně zvýšit výkon a životnost zařízení. Vezmeme-li jako příklad běžně používané mobilní telefony, díky kompaktnímu uspořádání vnitřní struktury telefonů nejsou mezi různými elektronickými součástmi téměř žádné mezery. Pokud se teplo z baterie a procesoru nepodaří včas odvést, ovlivní to různé teploty ostatních komponent, čímž se naruší koordinovaná práce různého hardwaru, což ovlivní nejen výkon zařízení, ale také životnost telefonu.
3. Z hlediska nutnosti bezpečnosti. Systémy tepelného managementu jsou nepostradatelné v příbuzných odvětvích. Vezměme si jako příklad odvětví skladování energie, jak se zvětšuje rozsah skladovacích stanic energie a zvyšuje se počet a výkon baterií, během provozu se akumuluje velké množství tepla. Pokud není dosaženo účinného a včasného odvodu tepla, povede to k vážným následkům tepelného úniku. Efektivní tepelný management má proto velký význam pro bezpečnost.
4. Tepelný management může zlepšit účinnost využití energie. V nových energetických vozidlech může vysoká nebo nízká pracovní prostředí ovlivnit výkon baterie, a tím ovlivnit dojezd nových energetických vozidel. Prostřednictvím rozumných a účinných strategií tepelného managementu lze udržovat pracovní teplotu na rozumné teplotě, lze snížit spotřebu energie a snížit provozní náklady.
Typy technologií tepelného managementu pro nové energetické baterie:
Chlazení vzduchem je běžný a jednoduchý způsob odvodu tepla, který využívá přirozené proudění vzduchu nebo ventilátory k odfukování tepla absorbovaného radiátorem. Má výhody nízké ceny, jednoduché instalace, spolehlivosti a snadné údržby, ale je značně ovlivněn životním prostředím a časné aplikace elektrických vozidel byly běžnější.
Kapalinové chlazení lze rozdělit na chladné kapalinové chlazení a ponorné kapalinové chlazení. Chladicí kapalinové chlazení je metoda nepřímého odvodu tepla, která využívá chladicí kapalinu v chladicí desce k výměně tepla s baterií kontaktem chladicí desky a odebíráním tepla chladicím kanálem. Imerzní kapalinové chlazení je metoda rozptylu tepla, která zahrnuje ponoření bateriových modulů do izolační chladicí kapaliny pro výměnu tepla. Kapalinové chlazení má výhody, jako je vysoká účinnost přenosu tepla a rovnoměrná intenzita tepla, ale jeho cena je poměrně vysoká.
Přímé chlazení chladivem je použití chladiva z klimatizačního systému vozidla k přímému proudění chladiva do výparníku uvnitř baterie. Chladivo se odpařuje ve výparníku a účinně odebírá teplo z bateriového systému. Tento design je jednoduchý a snadno demontovatelný, s nízkými náklady na údržbu v pozdější fázi. Přímý ohřev však není možný a je potřeba doplnit další topné systémy.
Materiály s fázovou změnou lze rozdělit do tří typů: materiály s anorganickou fázovou změnou, organické materiály s fázovou změnou a kompozitní materiály s fázovou změnou. Proces absorpce a uvolňování tepla se stabilní teplotou systému může dosáhnout přibližně konstantního teplotního efektu a byl použit v mnoha oblastech. Má jednoduchou strukturu, malou hmotnost a obrovské vlastnosti latentního tepla, ale vysoké náklady na výměnu a špatnou stabilitu.
S rozvojem souvisejících odvětví, důležitostí spotřeby energie a bezpečnosti ze strany příslušných oddělení a požadavkem zákazníků na stabilitu souvisejících produktů je tepelný management výrobci stále více oceňován. Jeho charakteristika zachování stability systému, zvýšení výkonu, zvýšení bezpečnosti a snížení nákladů jsou rovněž upřednostňovány příslušnými odborníky v oboru. S neustálým vývojem související materiálové technologie se proto bude uplatňovat stále více řešení a aplikační scénáře tepelného managementu se budou dále rozšiřovat.
