Upravljanje toplinom za EV bateriju
Novo energetsko vozilo je projekat koji podržava Kina. Poslednjih godina se brzo razvija. Tehnologija cjelokupnog vozila i tehnologija dijelova električnog vozila također se stalno inoviraju, a nove tehnologije i procesi se stalno uvode. U području odvođenja topline, ključna točka odvođenja topline električnih vozila leži u odvođenju topline akumulatora i kontrolera. Dobar posao u termičkom dizajnu ova dva komada je takođe neophodna garancija za stabilan rad električnih vozila.
Bezbedan rad baterija u velikoj meri zavisi od temperature okoline. Radna temperatura litijumskih baterija je 0-50 stepen, a optimalna radna temperatura je 20-40 stepen. Ako temperatura pređe 50 stepeni, akumulacija toplote u bateriji će direktno uticati na trajanje baterije. Kada temperatura baterije prijeđe 80 stepeni, to može uzrokovati eksploziju baterije. U 2023. obim prodaje električnih vozila u Kini iznosi čak 9,4 miliona jedinica. Stoga je, kako bi se smanjila pojava nesreća u socijalnoj sigurnosti, posebno važan dizajn termičkog upravljanja baterijama, koje su osnovne komponente električnih vozila.
Sistem upravljanja toplinom baterije uključuje aktivni i pasivni način rada, a aktivno upravljanje toplinom uključuje hlađenje zraka, hlađenje tekućinom i hlađenje rashladnim sredstvom; Pasivno upravljanje toplinom uključuje prirodno hlađenje, hlađenje toplotnih cijevi i materijale za promjenu faze. Tehnologija upravljanja toplotom litijumskih baterija uglavnom uključuje četiri tipa: vazdušno hlađenje, tečno hlađenje, hlađenje toplotnih cevi i hlađenje sa promenom faze.
Vazdušno hlađenje koristi vazduh kao nosač toplote za kontrolu i distribuciju unutrašnje temperature sistema akumulatora. Prema metodama odvođenja topline i ventilacije, hlađenje zraka se može podijeliti na serijsku ventilaciju i paralelnu ventilaciju. Tehnologija vazdušnog hlađenja ima nedostatke kao što su niska toplotna provodljivost i loš efekat kontrole na ujednačenost temperature baterije. Zbog trenda razvoja velike gustine energije u energetskim litijumskim baterijama, zračno hlađenje postepeno postaje teško ispuniti zahtjeve tehnologije upravljanja toplinom.
Tečno hlađenje koristi rashladnu tečnost kao nosač toplote za kontrolu i distribuciju unutrašnje temperature sistema akumulatora. Ovaj sistem obično koristi vodene pumpe i cjevovode da dovrši protok rashladne tekućine unutar sistema baterija. Tečno hlađenje ima prednosti kao što su visoka efikasnost hlađenja, visoka toplotna provodljivost i može poboljšati temperaturnu konzistentnost baterije. Međutim, curenje tekućine može uzrokovati kratke spojeve baterije, tako da su za hlađenje tekućinom potrebni visoki zahtjevi za zaptivanje, što je sigurnosni problem u hlađenju tekućinom. Istovremeno, tečno hlađenje će povećati težinu čitavog sistema litijumskih baterija, što nije pogodno za lagani trend energetskih litijumskih baterija.
Hlađenje toplotnih cevi je sistem upravljanja toplotom koji koristi promenu faze za postizanje toplotne provodljivosti. Toplotna cijev se sastoji od dijela za isparavanje, dijela za izolaciju i dijela za kondenzaciju. Medijum unutar zatvorenog vazdušnog kanala će apsorbovati toplotu koju generiše baterija tokom faze isparavanja, a zatim će preneti toplotu u spoljašnju sredinu kroz deo za kondenzaciju, postižući efekat brzog hlađenja baterije.
Materijali s promjenom faze su materijali koji mogu promijeniti svoje fizičko stanje unutar određenog temperaturnog raspona. Hlađenje sa promenom faze ima prednosti brzog odvođenja toplote, ujednačenosti visoke temperature i izolacije na niskim temperaturama. Takođe može poboljšati fizička i hemijska svojstva kombinovanjem materijala za promenu faze sa drugim materijalima prema vrsti materijala za promenu faze. Upotreba materijala za promenu faze za hlađenje može smanjiti prostor koji zauzima baterijski sistem bez trošenja dodatne energije iz baterije. Ali postoje i nedostaci kao što su niska toplotna provodljivost i lako curenje. Ako se hlađenje sa promenom faze kombinuje sa drugim metodama upravljanja toplotom kako bi se toplota apsorbovana materijalima za promenu faze na vreme odvela u spoljašnje okruženje, efekat hlađenja materijala za promenu faze može se održivo iskoristiti.
Trenutno, u iteraciji električnih vozila, tehnološke inovacije u upravljanju termičkim baterijama uvijek se stavljaju na vrlo važnu poziciju. U budućnosti, sistemi za upravljanje toplotom baterija električnih vozila će kontinuirano napredovati u više aspekata, uključujući poboljšanje efikasnosti, smanjenje troškova i povećanje inteligencije.
