Forskning i termisk styring af nedsænkede batterier
Batteriernes ydeevne, levetid og sikkerhed er tæt forbundet med temperaturen. Høj temperatur og ujævn temperaturfordeling vil i høj grad reducere batteriets cykluslevetid og opladnings- og afladningseffektiviteten. Hvis temperaturen fortsætter med at stige og når den kritiske temperatur for batteriets termiske runaway, vil det få batteriet til at antænde eller endda eksplodere. På den anden side vil den interne modstand, varmeudvikling og energiforbrug af lithium-ion-batterier stige i miljøer med lav temperatur. Derfor er det meget vigtigt at kontrollere batteriet til at arbejde inden for det optimale temperaturområde, reducere den maksimale temperaturforskel mellem batterier og sikre ensartet temperatur mellem enkeltceller.
I de senere år, med den kontinuerlige forbedring af kravene til batteri termisk styringssystem, er væskekølesystemer i stigende grad brugt til batteri termisk styring. De bruger hovedsageligt kolde plader, vandkapper, køleplader og andre væsker til at styre batteritemperaturen på en ikke-direkte kontakt måde, men den ikke-direkte kontakt metode reducerer væskens varmeafledning/varmeeffektivitet.
Termisk styringssystem struktur og princip
Det termiske styringssystem for flydende batterier, der er undersøgt i dette papir, omfatter batteripakker, batteribokse, radiatorer, elektronisk styrede to-positions trevejsventiler, oliepumper, filtre og PTC-varmere af gennemgående type.
I det termiske styringssystem for væske direkte kontakt batteri er batteriboksen fyldt med væske, og batteripakken er helt nedsænket i væsken, hvilket kræver, at væsken har god isolering. Silikoneolie har fordelene ved stor specifik varmekapacitet, god termisk ledningsevne, medium og lav viskositetskoefficient, højt antændelsespunkt, god isolering og god flydeevne ved lav temperatur. Efter en omfattende analyse vælges silikoneolie som det cirkulerende medium i varmestyringssystemet med en massefylde på 960 kg/m3, en specifik varmekapacitet på 1510 J/(kg·K) , en termisk ledningsevne på 0,157W/(m·K), en kinematisk viskositet på 0,003 84 m2/s og et flydepunkt på -60'C.
Under varmeafledning styrer controlleren to-positions trevejsventilen for at forbinde radiatoren til kredsløbet, lukke varmekredsløbet og realisere systemets varmeafledningsfunktion; under opvarmning styrer controlleren to-positions trevejsventilen for at forbinde PTC-varmeren til kredsløbet, lukke varmeafledningskredsløbet og realisere systemets varmefunktion.
