เทคโนโลยีการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่

  ในฐานะหนึ่งในประเภทหลักของรถยนต์พลังงานใหม่ ปริมาณการขายรถยนต์ไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นทุกปีเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ระยะการขับขี่ที่สั้น เวลาในการชาร์จที่ยาวนาน และการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเองเป็นครั้งคราว และอุบัติเหตุไฟไหม้ของรถยนต์ไฟฟ้า ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์อย่างกว้างขวาง เนื่องด้วยปัญหาเหล่านี้ บุคลากรในอุตสาหกรรมเสนอแนะ: ประการแรก เราควรอย่างจริงจังพัฒนาแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น การชาร์จและการคายประจุที่รวดเร็ว และการใช้งานที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น ประการที่สอง ปรับปรุงเทคโนโลยีการจัดการแบตเตอรี่และวิธีการจัดการ สร้างระบบการจัดการแบตเตอรี่ทางวิทยาศาสตร์และสมบูรณ์แบบยิ่งขึ้น และให้ประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ดีขึ้น

ปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่มุ่งเน้นไปที่การส่งออกความร้อนที่เกิดจากแบตเตอรี่ระหว่างการทำงานเป็นหลัก เพื่อให้แบตเตอรี่ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม ปัจจุบันวิธีการทำความเย็นที่ใช้กับรถยนต์ไฟฟ้าล้วนส่วนใหญ่เป็นการระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยของเหลว และการระบายความร้อนโดยตรง ในขณะเดียวกัน การประยุกต์ใช้วัสดุสำหรับเปลี่ยนเฟสในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ก็เป็นจุดสนใจในการวิจัยเช่นกัน

อากาศเย็น:

การระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยพลังงานแบตเตอรี่เครื่องแรกที่ใช้ ตามกำลังการไหลของลม มีสองชนิดของอากาศเย็นธรรมชาติและบังคับอากาศเย็น ในขณะที่ตามท่ออากาศของระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ มีการระบายความร้อนแบบสองชนิดและการระบายความร้อนแบบคู่ขนาน ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศมีข้อดีของโครงสร้างที่ง่ายกว่าและสิ้นเปลืองพลังงานน้อยกว่าระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวและระบบระบายความร้อนโดยตรง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการจัดวางช่องสัญญาณ ทำให้มีการใช้พื้นที่น้อยและป้องกันน้ำและฝุ่นได้ยาก จึงไม่เหมาะสำหรับแบตเตอรี่แบบเหลี่ยมและแบบซอฟต์แพ็คที่จัดเรียงอย่างแน่นหนา นอกจากนี้ เมื่ออุณหภูมิของอากาศภายนอกสูงหรือต่ำเกินไป ระบบจัดการความร้อนจะตอบสนองความต้องการได้ยาก และจำเป็นต้องมีการระบายความร้อนด้วยอากาศของระบบปรับอากาศ ดังนั้นประสิทธิภาพการทำความเย็นของระบบระบายความร้อนด้วยอากาศจึงยากต่อความต้องการใช้งาน ค่อยๆ แทนที่ด้วยระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวและระบบระบายความร้อนโดยตรง

การระบายความร้อนด้วยของเหลว:

การระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นโหมดทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพครอบคลุมที่สุด ปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบอย่างมากต่อระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวของแบตเตอรี่คือคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของสารหล่อเย็นและรูปแบบช่องการไหลของท่อระบายความร้อน การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นการสัมผัสโดยตรงและการสัมผัสโดยอ้อมตามโครงสร้าง

ประเภทการสัมผัสโดยตรงคือการจุ่มแบตเตอรี่ลงในสารหล่อเย็น ซึ่งมีข้อดีคือให้ผลการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดีเยี่ยมและความสม่ำเสมอของอุณหภูมิที่ดี แต่ข้อเสียคือทำให้ข้อกำหนดสูงสำหรับการปิดผนึกและประสิทธิภาพของฉนวนภายในและภายนอกชุดแบตเตอรี่ ประเภทสัมผัสทางอ้อมคือการวางช่องไหลในก้อนแบตเตอรี่เพื่อให้น้ำหล่อเย็นไหลในช่องไหล ข้อดีคือลดข้อกำหนดสำหรับการปิดผนึกและประสิทธิภาพของฉนวน ดังนั้นน้ำ น้ำ / ไกลคอลและของเหลวอื่นๆ ที่มีความหนืดต่ำ การนำความร้อนสูงและความจุความร้อนจำเพาะสูงจึงถูกใช้เป็นสารหล่อเย็น ด้วยวิธีนี้ ความเข้มของการทำความเย็นสามารถปรับได้ในช่วงกว้างโดยการปรับความเร็วการหมุนของปั๊มหมุนเวียนในช่วงขนาดเล็ก

เครื่องปรับอากาศ เครื่องทำความเย็น คูลลิ่ง:

การระบายความร้อนโดยตรง หรือที่เรียกว่าการทำความเย็นแบบปรับอากาศคือการนำสารทำความเย็นของระบบปรับอากาศเข้าสู่ก้อนแบตเตอรี่โดยตรงเพื่อระบายความร้อน ซึ่งเทียบเท่ากับการใช้แผ่นทำความเย็นในชุดแบตเตอรี่เป็นเครื่องระเหยของเครื่องปรับอากาศ ระบบ. ข้อดีของระบบทำความเย็นโดยตรงคือประสิทธิภาพสูง ตอบสนองรวดเร็ว และระบายความร้อนได้มาก ข้อเสียคือขึ้นอยู่กับระบบปรับอากาศของรถยนต์เป็นหลัก ในฤดูร้อน ภาระของระบบปรับอากาศจะสูงมาก เนื่องจากห้องโดยสารและระบบแบตเตอรี่ต้องการเครื่องทำความเย็นกำลังสูง ในฤดูหนาว เนื่องจากห้องโดยสารต้องการความร้อนอย่างต่อเนื่องและต้องอุ่นชุดแบตเตอรี่ก่อนระบายความร้อน จึงเป็นความท้าทายอย่างมากต่อระบบปรับอากาศของรถยนต์

การเปลี่ยนเฟสของวัสดุทำความเย็น:

วัสดุเปลี่ยนเฟสหมายถึงวัสดุที่สามารถเปลี่ยนสถานะของวัสดุและให้ความร้อนแฝงภายใต้สภาวะของอุณหภูมิคงที่ เช่น พาราฟิน วิธีการจัดการระบายความร้อนของวัสดุเปลี่ยนเฟสคือการใส่วัสดุสำหรับเปลี่ยนเฟสลงในชุดแบตเตอรี่และใช้ความร้อนแฝงของการเปลี่ยนแปลงเฟสสูงเพื่อดูดซับความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยแบตเตอรี่ เนื่องจากอุณหภูมิของวัสดุเปลี่ยนเฟสเองแทบไม่เปลี่ยนแปลงก่อนที่การเปลี่ยนเฟสจะเสร็จสมบูรณ์ ดังนั้นจึงทำให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่มีเสถียรภาพมากขึ้น ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของวัสดุสำหรับเปลี่ยนเฟสคือโครงสร้างและการใช้งานนั้นง่ายที่สุด เฉพาะแบตเตอรี่และวัสดุสำหรับเปลี่ยนเฟสเท่านั้นที่ต้องจัดวางอย่างเหมาะสมในชุดแบตเตอรี่ ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงระบบภายนอกในกระบวนการทั้งหมด และความสม่ำเสมอของอุณหภูมิก็ดีเยี่ยม นอกจากนี้ วัสดุสำหรับเปลี่ยนเฟสยังมาจากแหล่งที่หลากหลายและมีราคาถูก

ในการจัดการแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้า ระบบจัดการความร้อนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของระบบการจัดการแบตเตอรี่ ในการทำงานปกติ แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าจะสร้างความร้อนได้มากเนื่องจากการฝังและการถอดลิเธียมไอออนในแบตเตอรี่ กระแสไฟในแบตเตอรี่และก้อนแบตเตอรี่ และปฏิกิริยาข้างเคียงเล็กน้อยต่างๆ ในแบตเตอรี่ หากไม่ปล่อยความร้อนเหล่านี้โดยเร็วที่สุดและสะสมในก้อนแบตเตอรี่ อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้น เมื่อเวลานานเกินไปหรืออุณหภูมิเกินขีดจำกัดบนที่อนุญาต อายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะได้รับผลกระทบอย่างร้ายแรง และแม้แต่แบตเตอรี่ก็จะลัดวงจรและระเบิดโดยตรง