تکنولوژی مدیریت حرارتی باتری

  به عنوان یکی از اصلی ترین انواع خودروهای انرژی نو، حجم فروش خودروهای برقی نیز سال به سال در حال افزایش است. با این حال، برد کوتاه رانندگی، زمان شارژ طولانی و احتراق و آتش سوزی گاه به گاه خودروهای برقی به طور گسترده مورد انتقاد قرار گرفته است. با توجه به این مشکلات، افراد در صنعت مطرح کردند: اول، ما باید به شدت باتری هایی با چگالی انرژی بالاتر، شارژ و دشارژ سریع و استفاده ایمن تر تولید کنیم. دوم، بهبود فن آوری مدیریت باتری و ابزار مدیریت، ساخت یک سیستم مدیریت باتری علمی تر و کامل تر، و ارائه بازی بهتر به عملکرد باتری.

در حال حاضر، تحقیقات بر روی فناوری مدیریت حرارتی باتری عمدتاً بر چگونگی صدور گرمای تولید شده توسط باتری در حین کار متمرکز است تا باتری در محدوده دمایی بهینه کار کند. در حال حاضر روش های خنک کننده ای که برای وسایل نقلیه الکتریکی خالص اعمال می شود عمدتاً خنک کننده هوا، خنک کننده مایع و خنک کننده مستقیم است. در عین حال، استفاده از مواد تغییر فاز در مدیریت حرارتی باتری نیز یک کانون تحقیقاتی است.

خنک کننده هوا:

خنک‌کننده هوا اولین فناوری خنک‌کننده باتری است که استفاده می‌شود. با توجه به قدرت جریان باد، دو نوع خنک کننده طبیعی هوا و خنک کننده هوای اجباری وجود دارد، در حالی که با توجه به مجرای هوای سیستم خنک کننده هوا، دو نوع خنک کننده سری و خنک کننده موازی وجود دارد. سیستم خنک کننده هوا دارای مزایای ساختار ساده تر و مصرف برق کمتر نسبت به سیستم های خنک کننده مایع و خنک کننده مستقیم است. با این حال، به دلیل چیدمان کانال، استفاده از فضای کمی دارد و جلوگیری از آب و گرد و غبار دشوار است، بنابراین برای باتری‌های بسته‌بندی مربعی و نرم مناسب نیست. علاوه بر این، هنگامی که دمای هوای خارجی خیلی زیاد یا خیلی کم است، سیستم مدیریت گرما برای رفع نیازها مشکل است و خنک کننده هوای سیستم تهویه مطبوع مورد نیاز است. بنابراین، عملکرد خنک کننده سیستم خنک کننده هوا برای برآوردن نیازهای استفاده دشوار است، به تدریج با سیستم های خنک کننده مایع و خنک کننده مستقیم جایگزین می شود.

خنک کننده مایع:

خنک کننده مایع حالت خنک کننده با بهترین عملکرد جامع است. عوامل اصلی که تأثیر زیادی بر سیستم خنک کننده مایع باتری دارند، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مایع خنک کننده و طرح کانال جریان خط لوله خنک کننده است. خنک کننده مایع را می توان با توجه به ساختار به تماس مستقیم و تماس غیر مستقیم تقسیم کرد.

نوع تماس مستقیم غوطه ور کردن باتری در مایع خنک کننده است که دارای مزایای تبادل حرارت عالی و یکنواختی دمای خوب است، اما نقطه ضعف آن این است که الزامات بالایی را برای عملکرد آب بندی و عایق در داخل و خارج بسته باتری ایجاد می کند. نوع تماس غیر مستقیم این است که یک کانال جریان در بسته باتری قرار داده شود تا مایع خنک کننده در کانال جریان جریان یابد. مزیت آن کاهش الزامات برای عملکرد آب بندی و عایق است، بنابراین از آب، آب/گلیکول و سایر مایعات با ویسکوزیته کم، هدایت حرارتی بالا و ظرفیت گرمایی ویژه بالا به عنوان خنک کننده استفاده می شود. به این ترتیب با تنظیم سرعت چرخش پمپ گردشی در محدوده کوچک می توان شدت سرمایش را در محدوده وسیعی تنظیم کرد.

خنک کننده تهویه مطبوع:

خنک کننده مستقیم که به عنوان تبرید تهویه مطبوع نیز نامیده می شود، وارد کردن مستقیم مبرد سیستم تهویه مطبوع به بسته باتری برای خنک سازی است که معادل استفاده از صفحه خنک کننده در بسته باتری به عنوان اواپراتور تهویه مطبوع است. سیستم. از مزایای سیستم خنک کننده مستقیم راندمان بالا، پاسخ سریع و ظرفیت خنک کنندگی زیاد است. معایب آن عمدتا این است که به شدت به سیستم تهویه مطبوع خودرو وابسته است. در تابستان، بار سیستم تهویه مطبوع بسیار زیاد است، زیرا محفظه مسافر و سیستم باتری نیاز به تبرید با قدرت بالا دارند. در زمستان، از آنجایی که محفظه سرنشین به گرمایش مداوم نیاز دارد و بسته باتری قبل از خنک شدن باید از قبل گرم شود، سیستم تهویه مطبوع خودرو را با چالش بزرگی مواجه می کند.

خنک کننده مواد تغییر فاز:

ماده تغییر فاز به ماده ای اطلاق می شود که می تواند حالت ماده را تغییر دهد و گرمای نهان را تحت شرایط دمای ثابت ایجاد کند، مانند پارافین. روش مدیریت حرارتی مواد تغییر فاز، قرار دادن مواد تغییر فاز در بسته باتری و استفاده از گرمای نهان تغییر فاز بالا برای جذب گرمای تولید شده در هنگام تخلیه باتری است. از آنجا که دمای مواد تغییر فاز به خودی خود قبل از اتمام تغییر فاز تقریباً بدون تغییر باقی می ماند، بنابراین، می تواند دمای باتری را پایدارتر کند. بزرگترین مزیت مواد تغییر فاز این است که ساختار و عملکرد آن ساده ترین است. فقط باتری ها و مواد تغییر فاز باید به طور منطقی در بسته باتری چیده شوند. در کل فرآیند نیازی به دخالت سیستم خارجی نیست و یکنواختی دما عالی است. علاوه بر این، مواد تغییر فاز از طیف وسیعی از منابع می آیند و ارزان هستند.

در مدیریت باتری خودروهای الکتریکی، سیستم مدیریت حرارتی یکی از اجزای اصلی سیستم مدیریت باتری است. در حالت عادی، باتری خودروهای برقی به دلیل جاسازی و جاسازی یون‌های لیتیوم در باتری، جریان جریان در باتری و بسته باتری و واکنش‌های جانبی مختلف در باتری، گرمای زیادی تولید می‌کند. اگر این گرما در اسرع وقت تخلیه نشود و در بسته باتری انباشته نشود، دمای باتری افزایش می یابد، زمانی که زمان بیش از حد طولانی شود یا دما از حد مجاز بالا برود، عمر باتری به طور جدی تحت تأثیر قرار می گیرد. و حتی باتری به طور مستقیم اتصال کوتاه و منفجر می شود.