Četiri glavne tehnologije hlađenja za sisteme upravljanja temperaturom baterija
U poređenju sa čipovima koji proizvode najviše toplote u elektronskim proizvodima, komponenta za grejanje električnih vozila je baterija. Stoga je istraživanje tehnologije upravljanja toplinom za električne baterije jedan od najvažnijih projekata kako za proizvođače baterija tako i za automobilske kompanije.
Najprimitivniji način tehnologije odvođenja topline je zračno hlađenje, koje se može podijeliti na dva tipa: aktivno hlađenje i pasivno hlađenje. I aktivno i pasivno rasipanje topline koriste zrak za odnošenje topline. Pasivna disipacija topline je relativno jednostavna, uglavnom se sastoji od usisnika zraka, ventilacijskih puteva i izlaza zraka. Kada je vozilo u pokretu, toplota se prenosi kontaktom između vazduha i baterije.
Međutim, najveći nedostatak pasivnog odvođenja toplote je njegova nedovoljna efikasnost odvođenja toplote. Kada se poveća ulazna/izlazna snaga baterije, povećava se proizvodnja topline, a učinak je zanemarljiv. Na primjer, kako vozilo može raspršiti toplinu prilikom punjenja bez vožnje? Stoga, aktivno odvođenje topline poboljšava protok zraka i poboljšava disipaciju topline dodavanjem ventilatora i drugih uređaja za usisavanje zraka.
Tehnologija hlađenja tekućinom ima bolji učinak odvođenja topline od zraka, koji razmjenjuje toplinu s baterijom za napajanje kroz cijevi rashladne tekućine raspoređene unutar ili na površini baterije, što rezultira efikasnijim odvođenjem topline. Odvođenje toplote hlađenjem tekućinom postiže se postavljanjem cijevi rashladne tekućine ili rashladnih ploča (sa rashladnom tekućinom unutra) direktno unutar akumulatora, a zatim korištenjem relevantnih komponenti kako bi se omogućilo protok rashladne tekućine i oduzimanje unutrašnje topline baterije. Ključ za rasipanje topline hlađenja tekućinom je također tačka koja direktno utiče na efekat odvođenja toplote akumulatora, koji leži u dizajnu, polaganju i smeru protoka cevovoda rashladne tečnosti. Samo formiranjem razumnog puta refluksa i postizanjem ujednačenog odvođenja topline može se održati ukupna disipacija topline baterije na ujednačenoj temperaturi, bez da neke temperature budu preniske, a druge previsoke, što će utjecati na zdravlje baterije.
Posljednjih godina pojavila se metoda pasivne disipacije topline - tehnologija odvođenja topline materijala s promjenom faze. Materijali za promenu faze su rashladni materijali koji mogu apsorbovati ili otpustiti veliku količinu toplote tokom promene faze i mogu održavati konstantnu temperaturu da kontrolišu temperaturu okoline. Najčešći materijal za promjenu faze u našim životima je nesumnjivo voda. Kada temperatura padne na 0 stepen C, voda prelazi iz tečne u čvrstu (zamrzavanje i oslobađanje toplote); Kada je temperatura iznad 0 stepena C, voda prelazi iz čvrstog u tečnost (apsorpcija toplote rastvaranja).
Pored gornje tri metode odvođenja topline, postoji i tehnologija aktivnog hlađenja - termoelektrično hlađenje, tehnologija konverzije energije koja koristi Peltierov efekat poluvodičkih materijala za postizanje hlađenja ili grijanja. Nakon spajanja na DC napajanje, toplina na jednom kraju termoelektričnog rashladnog uređaja će se apsorbirati, što će rezultirati smanjenjem temperature, dok će se temperatura na drugom kraju istovremeno povećati; Nadalje, ovaj fenomen je potpuno reverzibilan, jer promjena smjera struje može prenositi toplinu u suprotnom smjeru.
Kao najklasičnija tehnologija, tehnologija hlađenja zrakom više ne može zadovoljiti potrebe za hlađenjem energetskih baterija i zamijenjena je tehnologijom tekućeg hlađenja. Tečno hlađenje je postalo najzrelija i najšire korištena tehnologija hlađenja za električne baterije. Međutim, s povećanjem topline baterije, snage baterije i brzine punjenja, hlađenje tekućinom postepeno neće moći zadovoljiti potrebe baterije za rasipanje topline. Stoga, nova tehnologija odvođenja topline materijala s promjenom faze i tehnologija termoelektričnog hlađenja imaju veliki potencijal, ali obje se moraju kombinirati s drugim tehnologijama kako bi se postigli najbolji rezultati. Trenutno ne postoji apsolutno visokokvalitetna tehnologija odvođenja toplote, a budući tehnološki trend će kombinovati više tehnologija odvođenja toplote kako bi se zadovoljile različite potrebe za disipacijom toplote.
