Tepelný management pro EV baterii
Nové energetické vozidlo je projekt podporovaný Čínou. V posledních letech se rychle rozvíjí. Celá technologie vozidel a technologie dílů elektrických vozidel jsou také neustále inovovány a jsou neustále zaváděny nové technologie a procesy. V oblasti odvodu tepla spočívá klíčový bod odvodu tepla elektrických vozidel v odvodu tepla napájecích bateriových sad a ovladačů. Dobrá práce v tepelném designu těchto dvou kusů je také nezbytnou zárukou pro stabilní provoz elektromobilů.
Bezpečný provoz baterií velmi závisí na okolní teplotě. Pracovní teplota lithiových baterií je 0-50 stupňů a optimální pracovní teplota je 20-40 stupňů. Pokud teplota překročí 50 stupňů, akumulace tepla baterie přímo ovlivní životnost baterie. Pokud teplota baterie překročí 80 stupňů, může dojít k explozi baterie. V roce 2023. Objem prodeje elektrických vozidel v Číně dosahuje až 9,4 milionu kusů. Proto, aby se snížil výskyt úrazů souvisejících se sociálním zabezpečením, je zvláště důležitý návrh tepelného managementu baterií, které jsou základními součástmi elektrických vozidel.
Systém řízení teploty baterie zahrnuje aktivní a pasivní režimy a aktivní řízení teploty zahrnuje chlazení vzduchem, chlazení kapalinou a chlazení chladivem; Pasivní tepelné řízení zahrnuje přirozené chlazení, chlazení tepelnými trubicemi a materiály s fázovou změnou. Technologie tepelného managementu lithiových baterií zahrnuje především čtyři typy: chlazení vzduchem, chlazení kapalinou, chlazení tepelnými trubicemi a chlazení se změnou fáze.
Vzduchové chlazení využívá vzduch jako nosiče tepelné výměny pro řízení a distribuci vnitřní teploty systému napájecí baterie. Podle způsobu odvodu tepla a větrání lze chlazení vzduchu rozdělit na sériové větrání a paralelní větrání. Technologie chlazení vzduchem má nevýhody, jako je nízká tepelná vodivost a špatný regulační účinek na rovnoměrnost teploty bateriové sady. Vzhledem k trendu vývoje vysoké hustoty energie v napájecích lithiových bateriích se vzduchové chlazení postupně stává obtížnějším splnit požadavky technologie tepelného managementu.
Kapalinové chlazení využívá chladicí kapalinu jako nosič výměny tepla pro řízení a distribuci vnitřní teploty systému napájecí baterie. Tento systém obvykle používá vodní čerpadla a potrubí k dokončení toku chladicí kapaliny v bateriovém systému. Kapalinové chlazení má výhody, jako je vysoká účinnost chlazení, vysoká tepelná vodivost a může zlepšit teplotní konzistenci baterie. Únik kapaliny však může způsobit zkrat baterie, takže pro kapalinové chlazení jsou vyžadovány vysoké požadavky na těsnění, což je bezpečnostní problém při kapalinovém chlazení. Kapalinové chlazení zároveň zvýší hmotnost celého systému lithiových baterií, což neprospívá trendu odlehčení napájecích lithiových baterií.
Chlazení tepelnými trubicemi je systém řízení teploty, který využívá fázové změny k dosažení vedení tepla. Tepelná trubice se skládá z odpařovací části, izolační části a kondenzační části. Médium uvnitř utěsněného vzduchového kanálu absorbuje teplo generované baterií během fáze odpařování a poté přenese teplo do vnějšího prostředí přes kondenzační sekci, čímž se dosáhne účinku rychlého ochlazení baterie.
Materiály s fázovou změnou jsou materiály, které mohou změnit svůj fyzikální stav v určitém teplotním rozsahu. Chlazení s fázovou změnou má výhody rychlého odvodu tepla, rovnoměrnosti vysoké teploty a nízkoteplotní izolace. Může také zlepšit fyzikální a chemické vlastnosti kombinací materiálů s fázovou změnou s jinými materiály podle typu materiálu s fázovou změnou. Použití materiálů s fázovou změnou pro chlazení může snížit prostor zabraný bateriovým systémem, aniž by spotřebovával další energii z baterie. Existují však také nevýhody, jako je nízká tepelná vodivost a snadný únik. Pokud je chlazení s fázovou změnou kombinováno s jinými metodami tepelného managementu pro včasné rozptýlení tepla absorbovaného materiály s fázovou změnou do vnějšího prostředí, může být chladicí účinek materiálů s fázovou změnou trvale využíván.
V současné době je v iteraci elektromobilů technologická inovace v tepelném managementu baterií vždy velmi důležitá. V budoucnu budou systémy řízení teploty baterií elektrických vozidel neustále pronikat v mnoha aspektech, včetně zlepšování účinnosti, snižování nákladů a zvyšování inteligence.
