Systém tepelného manažmentu pre napájacie batérie

Systém tepelného manažmentu pre napájacie batérie

Systém tepelného manažmentu pre napájacie batérie sa delí hlavne na chladenie vzduchom, kvapalinové chladenie, materiály s fázovou zmenou a chladenie pomocou tepelných trubíc na základe rôznych chladiacich médií. Princíp a štruktúra systému rôznych spôsobov chladenia sú veľmi odlišné.

 

(1) Chladenie vzduchom napájacej batérie: prostredníctvom prúdenia vzduchu na výmenu tepla z batérie a vonkajšieho vzduchu. Vzduchové chladenie sa vo všeobecnosti delí na prirodzené chladenie a nútené chladenie, prirodzené chladenie je, keď auto jazdí vonkajším vzduchom na chladenie batérie. Nútené chladenie vzduchom je pridanie ventilátora na nútené chladenie batérie. Výhodou vzduchového chladenia sú nižšie náklady a jednoduchosť komerčnej aplikácie. Nevýhodou je nižšia účinnosť chladenia, väčší pomer obsadenosti priestoru a vážne problémy s hlukom.

 

(2) Kvapalné chladenie napájacej batérie: prúdenie kvapaliny umožňuje odvádzanie tepla z batérie. Pretože špecifická tepelná kapacita kvapaliny je väčšia ako kapacita vzduchu, chladiaci účinok chladenia kvapalinou je lepší ako chladenie vzduchom a rýchlosť chladenia je rýchlejšia ako chladenie vzduchom a rozloženie teploty batérie po ochladení je jednotnejšia. Z tohto dôvodu sa vo veľkom komerčne využíva aj kvapalinové chladenie. Kvapalinou chladené chladenie má však aj nevýhody, ktorých nevýhodou je riziko úniku kvapaliny, pomerne veľká zložitosť a vysoké náklady na údržbu.

(3) Chladenie materiálu s fázovou zmenou: Materiály s fázovou zmenou (PCM), ako sú parafínové vosky, hydratované soli a mastné kyseliny, môžu absorbovať alebo uvoľňovať veľké množstvo latentného tepla počas zmeny fázy, pričom ich vlastná teplota zostáva nezmenená. Výsledkom je, že PCM majú veľkú kapacitu akumulácie tepelnej energie bez potreby ďalšej spotreby energie a sú široko používané na odvádzanie tepla v batériách pre mobilné telefóny a iné elektronické produkty. Aplikácia pre automobilové napájacie batérie je však stále predmetom výskumu. Materiály s fázovou zmenou trpia nízkou tepelnou vodivosťou, čo vedie k tomu, že povrch PCM v kontakte s batériou sa topí, zatiaľ čo zvyšok nie, čím sa znižuje výkon prenosu tepla systému a je nevhodný pre veľké napájacie batérie. Ak sa tieto problémy podarí vyriešiť, PCM chladenie sa stane najsľubnejším vývojovým riešením pre tepelný manažment nových energetických vozidiel.

4) Chladenie pomocou tepelnej trubice: Tepelná trubica je zariadenie založené na prenose tepla s fázovou zmenou. Tepelná trubica je utesnená nádoba alebo utesnená trubica naplnená médiom/kvapalínou (voda, glykol alebo acetón atď.), ktorá pracuje v nasýtenom stave. Jedna časť tepelnej trubice je odparovací koniec a jeden koniec je kondenzačný koniec. Dokáže absorbovať teplo z batérie a zároveň ju zohrievať, vďaka čomu je v súčasnosti ideálnym systémom riadenia teploty pre napájacie batérie. Ale v súčasnosti je stále v štádiu výskumu.

(5) Priame chladenie chladiva: Priame chladenie je použitie chladiva R134a a iného princípu absorpcie tepla z odparovania chladiva, výparníka klimatizačného systému inštalovaného v batériovom boxe, aby sa batériový box stal spôsobom rýchleho chladenia. Systém priameho chladenia má vysokú účinnosť chladenia a veľkú chladiacu kapacitu.