Zarządzanie temperaturą akumulatora EV
Nowy pojazd energetyczny to projekt wspierany przez Chiny. W ostatnich latach rozwinął się szybko. Technologia całego pojazdu i technologia części pojazdu elektrycznego są również stale unowocześniane i stale wprowadzane są nowe technologie i procesy. W dziedzinie rozpraszania ciepła kluczowym punktem rozpraszania ciepła w pojazdach elektrycznych jest rozpraszanie ciepła przez zestawy akumulatorów i sterowniki. Dobra robota przy projektowaniu termicznym tych dwóch elementów jest również niezbędną gwarancją stabilnej pracy pojazdów elektrycznych.
Bezpieczna eksploatacja akumulatorów w dużym stopniu zależy od temperatury otoczenia. Temperatura pracy baterii litowych wynosi 0-50 stopni, a optymalna temperatura pracy to 20-40 stopni. Jeśli temperatura przekroczy 50 stopni, akumulacja ciepła w akumulatorze będzie miała bezpośredni wpływ na żywotność akumulatora. Gdy temperatura akumulatora przekroczy 80 stopni, może to spowodować eksplozję akumulatora. W 2023 r. wolumen sprzedaży pojazdów elektrycznych w Chinach wyniesie aż 9,4 mln sztuk. Dlatego też, aby ograniczyć występowanie wypadków z zakresu bezpieczeństwa socjalnego, szczególnie ważne jest zaprojektowanie zarządzania termicznego akumulatorów, które są podstawowymi elementami pojazdów elektrycznych.
System zarządzania temperaturą akumulatora obejmuje tryby aktywny i pasywny, a aktywne zarządzanie temperaturą obejmuje chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą i chłodzenie czynnikiem chłodniczym; Pasywne zarządzanie ciepłem obejmuje chłodzenie naturalne, chłodzenie rurami cieplnymi i materiały o przemianie fazowej. Technologia zarządzania ciepłem akumulatorów litowych obejmuje głównie cztery typy: chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą, chłodzenie rurką cieplną i chłodzenie ze zmianą fazy.
Chłodzenie powietrzem wykorzystuje powietrze jako nośnik wymiany ciepła do kontrolowania i rozprowadzania temperatury wewnętrznej systemu akumulatorów. Ze względu na metody odprowadzania ciepła i wentylacji chłodzenie powietrzem można podzielić na wentylację szeregową i wentylację równoległą. Technologia chłodzenia powietrzem ma wady, takie jak niska przewodność cieplna i słaby wpływ kontroli na równomierność temperatury pakietu akumulatorów. Ze względu na tendencję do zwiększania się gęstości energii w litowych bateriach zasilających, chłodzenie powietrzem staje się stopniowo trudne do spełnienia wymagań technologii zarządzania ciepłem.
Chłodzenie cieczą wykorzystuje chłodziwo jako nośnik wymiany ciepła do kontrolowania i rozprowadzania temperatury wewnętrznej układu akumulatora. W tym systemie zwykle wykorzystuje się pompy wodne i rurociągi w celu uzupełnienia przepływu chłodziwa w układzie akumulatorów. Chłodzenie cieczą ma zalety, takie jak wysoka wydajność chłodzenia, wysoka przewodność cieplna i może poprawić spójność temperaturową pakietu akumulatorów. Jednakże wyciek cieczy może spowodować zwarcia akumulatora, dlatego w przypadku chłodzenia cieczą wymagane są wysokie wymagania dotyczące uszczelnienia, co stanowi kwestię bezpieczeństwa w przypadku chłodzenia cieczą. Jednocześnie chłodzenie cieczą zwiększy masę całego systemu akumulatorów litowych, co nie sprzyja lekkiemu trendowi akumulatorów litowych o dużej mocy.
Chłodzenie rurą cieplną to system zarządzania ciepłem, który wykorzystuje zmianę fazową w celu zapewnienia przewodzenia ciepła. Rura cieplna składa się z sekcji parowania, sekcji izolacji i sekcji kondensacji. Czynnik znajdujący się w szczelnym kanale powietrznym będzie absorbował ciepło wytwarzane przez akumulator w fazie parowania, a następnie oddał je do otoczenia zewnętrznego poprzez sekcję skraplania, uzyskując efekt szybkiego schłodzenia pakietu akumulatorów.
Materiały zmieniające fazę to materiały, które mogą zmieniać swój stan fizyczny w określonym zakresie temperatur. Chłodzenie ze zmianą fazy ma zalety szybkiego rozpraszania ciepła, równomierności wysokiej temperatury i izolacji w niskich temperaturach. Może również poprawić właściwości fizyczne i chemiczne, łącząc materiały o przemianie fazowej z innymi materiałami, w zależności od rodzaju materiału o przemianie fazowej. Zastosowanie materiałów zmiennofazowych do chłodzenia może zmniejszyć przestrzeń zajmowaną przez system akumulatorowy bez zużywania dodatkowej energii z akumulatora. Ale są też wady, takie jak niska przewodność cieplna i łatwy wyciek. Jeśli chłodzenie ze zmianą fazową połączy się z innymi metodami zarządzania ciepłem, aby w odpowiednim czasie rozproszyć ciepło pochłonięte przez materiały o przemianie fazowej do środowiska zewnętrznego, można w sposób zrównoważony wykorzystać efekt chłodzący materiałów o przemianie fazowej.
Obecnie w iteracji pojazdów elektrycznych innowacje technologiczne w zarządzaniu temperaturą akumulatorów zawsze zajmują bardzo ważne miejsce. W przyszłości systemy zarządzania temperaturą akumulatorów pojazdów elektrycznych będą stale dokonywać przełomów pod wieloma względami, w tym podnosząc wydajność, obniżając koszty i zwiększając inteligencję.
