Termisk styringsteknologi til strømceller
I den hurtige udvikling af elektriske køretøjer (EV) bliver problemet med termisk løb mere og mere indlysende.
Batteripakken er den vigtigste energilagringskomponent i elektriske køretøjer (ev), som er sammensat af lithium-ion-batterier og har en direkte effekt på ydeevnen af EV. For at optimere batteripakkens ydeevne og levetid er det nødvendigt at optimere strukturen af batteripakken og designe batteripakkens varmestyringssystem (BTMS), som kan tilpasse sig høj og lav temperatur.
Termisk styringsteknologi af nyt energikøretøjs batterisystem
Essensen af lithium-ion batteri køleteknologi er processen med varmeudveksling gennem et kølemedium, der overfører varme fra batteriets indre til det ydre miljø og derved reducerer batteriets indre temperatur. I henhold til forskellen på kølemediet kan det opdeles i luftkøling, væskekøling, fastfase-ændringsmaterialekøling og varmerørskøling.
1. Luftkølet kølesystem
Luftkølet kølesystem også kendt som luftkølet kølesystem. Dette er den enkleste måde at afkøle en batteripakke på ved at lade luft strømme gennem batteriets overflade for at fjerne varmen, der genereres af batteriet.
I henhold til ventilationsforanstaltningerne (med eller uden ventilatorer osv.) kan det luftkølede periferiudstyr opdeles i naturlig konvektion og tvungen ventilation.
Naturlig konvektion udstråler varme
Et system, der ikke er afhængigt af ekstern tvungen ventilation (f.eks. ventilatorer), men køler og udstråler varme gennem væskestrømmen inde i selve batteripakken på grund af temperaturændringer.
Tvungen ventilation til varmeafledning
Baseret på den naturlige konvektionsvarmeafledning tilføjes den tilsvarende tvungen ventilationsteknologi til varmeafledningssystemet.
I henhold til arrangementet af batterier kan luftkølesystemet opdeles i serie- og parallelsystem. Effekten af denne metode er imidlertid dårlig, og det er vanskeligt at opnå en høj temperaturensartethed af batteriet. Luftkølesystemet har et enkelt strukturdesign og lave omkostninger, men dets varmeafledningseffekt er ikke indlysende, og strømbatteriet kan ikke fungere i det normale temperaturområde. Ved at ændre batteriarrangement, luftkanal, batteriafstand og vindhastighed kan luftkølesystemet optimeres for at opnå bedre køleeffekt af batteriets varmestyringssystem.
2. Væskekølet kølesystem
Systemet refererer til kølemidlet i direkte eller indirekte kontakt med strømbatteriet, brug af konvektiv varmeoverførselsprincip, gennem cirkulation af væskestrøm af varmen, der genereres i batteripakken væk, brugsmodellen vedrører et varmeafledningssystem, som kan opnå varmeafledningseffekten.
Kølemiddel (kølemiddel)
Det har høj varmeledningsevne, god varmeafledning, kan være en blanding af vand, vand og glykol, mineralolie og R134a osv., det er meget udbredt i elektriske køretøjers kølesystemer. For eksempel bruger Tesla-batteripakken en væskekølet blanding af vand og ethylenglycol, mens BMW I-3 bruger R134A.
Den kan opdeles i direkte køling og indirekte køling alt efter om kølervæsken er i kontakt med batteriet. Væskens varmeoverførselskoefficient er større end luftens, og effekten af varmeafledning er bedre, men strukturen er kompleks, kravet til tætningstilstand er højt, og omkostningerne til design og vedligeholdelse er relativt høje.
I væskekølingsteknologien har strukturdesignet hovedsageligt løbestrukturdesignet, kølepladearrangementets formdesign. Væskekølede systemer kræver ofte mere komplekse og krævende strukturelle design for at forhindre lækage af flydende kølemiddel og for at sikre ensartethed mellem cellemonomererne i batteripakken. Men dens komplekse struktur gør også hele kølepladesystemet meget omfangsrigt, hvilket øger vægten af hele køretøjet og gør vedligeholdelse og vedligeholdelse relativt vanskelig, vedligeholdelsesomkostningerne stiger også tilsvarende.
3. Faseskift materiale kølesystem
Faseændringsmateriale (PCM) bruges som varmeoverførselsmedium til at absorbere (eller frigive) batteriets varme under faseændringsreaktionen, køleteknologien har god temperaturkontroleffekt og ensartet temperaturkapacitet, men materialet er dyrt.
Faseændringsmaterialer vil absorbere (eller frigive) meget varme under overgangen mellem flydende tilstand, fast tilstand og damptilstand. Når temperaturen i en enkelt celle overstiger det normale arbejdstemperaturområde, kan varmen overføres hurtigt, så temperaturen mellem de enkelte celler stort set er den samme.
For at ændre materialefejlene vil nogle metalmaterialer blive fyldt i faseændringsmaterialet, såsom meget tynd aluminiumsplade fyldt i faseændringsmaterialet, for at forbedre den termiske ledningsevne. For at forbedre den termiske ledningsevne af faseændringsmaterialer fylder nogle mennesker kulfibre, kulstofnanorør og så videre.
