Aktuel status for termisk styringsteknologi for batterisystem til elektriske køretøjer

Aktuel status for termisk styringsteknologi for batterisystem til elektriske køretøjer

Undersøgelse om varmeafledning af strømbatterier kan opdeles i luftvarmeafledning, væskekølingsvarmeafledning, varmeafledning af fastfaseændringsmateriale og varmeafledning af varmerør. De eksisterende vigtigste varmeafledningsteknologier er hovedsagelig de tre førstnævnte.

Luftkølesystem

Det luftkølede varmeafledningssystem kaldes også det luftkølede varmeafledningssystem. Den luftkølede varmeafledningsmetode er den enkleste. Det behøver kun at lade luften strømme gennem batteriets overflade for at fjerne den varme, der genereres af strømbatteriet, for at opnå formålet med at afkøle strømbatteripakken. I henhold til forskellige ventilationsforanstaltninger har den luftkølede type to måder til naturlig konvektionsvarmeafledning og tvungen ventilationsvarmeafledning.

Naturlig konvektionsvarmeafledning er ikke afhængig af eksterne tvungen ventilationsforanstaltninger (såsom tilføjelse af ventilatorer osv.), men bruger kun luftstrømmen, der genereres af væsken inde i batteripakken på grund af temperaturændringer til at afkøle og aflede varme.

Det tvungen konvektionskølesystem er et kølesystem baseret på det naturlige konvektionskølesystem plus den tilsvarende tvungen ventilationsteknologi.

På nuværende tidspunkt er der hovedsageligt to typer luftkølede varmeafledningssystemer til strømbatterier: serie og parallel. Effekten af ​​denne metode er imidlertid dårlig, og det er vanskeligt at opnå højtemperaturens ensartethed af batteriet.

Flydende kølesystem

Strømbatteriets væskekølede varmeafledningssystem refererer til et varmeafledningssystem, hvor kølemidlet direkte eller indirekte kommer i kontakt med strømbatteriet og derefter fjerner den varme, der genereres i batteripakken gennem cirkulationen af ​​flydende væske for at opnå varmeafledning. . Kølemidlet kan være vand, en blanding af vand og ethylenglycol, mineralolie, R134a osv. Disse kølemidler har høj varmeledningsevne og kan opnå bedre varmeafledning.

Den nuværende væskekølingsteknologi for strømbatterier har også en ret moden teknologi, og den er blevet meget brugt i varmeafledningssystemet i elektriske køretøjer. For eksempel bruger Tesla-batteripakken en væskekølingsmetode af en blanding af vand og ethylenglycol til at sprede varme. BMW i3 bruger R134a til varmeafledning.

Væskekølede systemer kræver ofte mere komplekse og stringente strukturelle design for at forhindre lækage af flydende kølemiddel og sikre ensartetheden af ​​battericeller i batteripakken, og den komplekse struktur af det væskekølede system gør også, at hele varmeafledningssystemet bliver. er meget omfangsrig, hvilket ikke kun øger vægten af ​​hele køretøjet, men også i høj grad øger belastningen på hele køretøjet, og på samme tid, på grund af kompleksiteten af ​​dets struktur og høje tætningsevne, er det relativt vanskeligt at vedligeholde og vedligeholde væskekølesystemet, og vedligeholdelsesomkostningerne stiger også tilsvarende.

Faseskift materiale kølesystem

Faseændringsmaterialets varmeafledningssystem bruger faseændringsmaterialet som varmeoverførselsmediet og bruger egenskaberne af faseændringsmaterialet til at lagre og frigive energi, når faseændringen sker for at opnå effekten af ​​lavtemperaturopvarmning og højtemperatur varmeafledning til strømbatteriet. Imidlertid er den termiske ledningsevne af faseændringsmaterialer relativt lav. For at ændre materialers iboende defekter fylder folk nogle metalmaterialer i faseskiftematerialer. For eksempel, i nogle undersøgelser, er meget tynde aluminiumsplader fyldt i faseændringsmaterialer for at forbedre termisk ledningsevne. målet om. For at forbedre den termiske ledningsevne af faseændringsmaterialer er det også blevet foreslået at fylde kulfiber, kulstofnanorør osv. i faseændringsmaterialer.

Heat pipe kølesystem

Som et effektivt varmeledningselement kan et varmerør hurtigt og effektivt overføre varmeenergi fra et sted til et andet, det vil sige, at det hurtigt og effektivt kan overføre varme mellem to genstande.

I det termiske styringssystem for elektriske køretøjer har mange lærde i ind- og udland også anvendt varmerøret, et varmeledningselement, til varmeafledning af strømbatterier. Sammenlignet med det traditionelle tvungen konvektions varmeafledningssystem, i varmeafledningssystemet, der introducerer varmerør, kan strømbatteriet ikke kun opretholde temperaturområdet for normal drift, men også opretholde ensartetheden af ​​temperaturen blandt battericellerne, hvilket er tvungen køling . Den effekt, som kølesystemet ikke kan opnå. Imidlertid er dens masse og volumen for stor, og der er en varmeoverførselsgrænse.

Batterivarmesystem til elbiler

De fire metoder til at aflede varme fra batteriet er introduceret ovenfor, og derefter vil opvarmningsmetoden til at tilpasse batteriet til lavtemperaturmiljøet blive introduceret.

Varmesystemet er hovedsageligt sammensat af varmeelementer og kredsløb, blandt hvilke varmeelementet er den vigtigste del. Almindelige varmeelementer omfatter varmeelementer med variabel modstand og varmeelementer med konstant modstand. Førstnævnte kaldes normalt PTC (positiv temperaturkoefficient), og sidstnævnte er en varmefilm, der normalt er sammensat af metalvarmetråde, såsom silikonevarmefilm, fleksibel elektrisk varmefilm osv.

PTC er meget udbredt på grund af dets sikre brug, høje varmekonverteringseffektivitet, hurtig temperaturstigning, ingen åben ild og automatisk konstant temperatur. Dens lave pris er en gunstig faktor for det nuværende højprisbatteri. Isoleret fleksibel elektrisk varmefilm er en anden slags varmelegeme, som kan bøjes i henhold til emnets vilkårlige form, hvilket sikrer tæt kontakt med emnet og sikrer maksimal varmeenergioverførsel. Silikonevarmefilm er et tyndt overfladevarmeelement med fleksibilitet, men det skal være i fuld og tæt kontakt med det opvarmede objekt, og dets sikkerhed er værre end PTC.