Estat actual de la tecnologia de gestió tèrmica del sistema de bateries de vehicles elèctrics
La investigació sobre la dissipació de calor de la bateria d'energia es pot dividir en dissipació de calor de l'aire, dissipació de calor de refrigeració líquida, dissipació de calor del material de canvi de fase sòlida i dissipació de calor del tub de calor. Les principals tecnologies de dissipació de calor existents són principalment les tres anteriors.
Sistema de refrigeració per aire
El sistema de dissipació de calor refrigerat per aire també s'anomena sistema de dissipació de calor refrigerat per aire. El mètode de dissipació de calor refrigerat per aire és el més senzill. Només cal deixar que l'aire flueixi per la superfície de la bateria per treure la calor generada per la bateria d'energia per aconseguir el propòsit de refredar la bateria d'energia. Segons diferents mesures de ventilació, el tipus refrigerat per aire té dues maneres de dissipació de calor per convecció natural i dissipació de calor de ventilació forçada.
La dissipació de calor per convecció natural no depèn de mesures de ventilació forçada externa (com ara afegir ventiladors, etc.), sinó que només utilitza el flux d'aire generat pel fluid dins de la bateria a causa dels canvis de temperatura per refredar i dissipar la calor.
El sistema de refrigeració per convecció forçada és un sistema de refrigeració basat en el sistema de refrigeració per convecció natural més la corresponent tecnologia de ventilació forçada.
Actualment, hi ha principalment dos tipus de sistemes de dissipació de calor refrigerats per aire per a bateries d'alimentació: sèrie i paral·lel. Tanmateix, l'efecte d'aquest mètode és pobre i és difícil aconseguir una uniformitat d'alta temperatura de la bateria.
Sistema de refrigeració líquida
El sistema de dissipació de calor refrigerat per líquid de la bateria d'energia es refereix a un sistema de dissipació de calor en què el refrigerant contacta directament o indirectament amb la bateria d'energia i després elimina la calor generada a la bateria mitjançant la circulació de fluid líquid per aconseguir la dissipació de la calor. . El refrigerant pot ser aigua, una barreja d'aigua i etilenglicol, oli mineral, R134a, etc. Aquests refrigerants tenen una alta conductivitat tèrmica i poden aconseguir una millor dissipació de la calor.
La tecnologia actual de refrigeració líquida de les bateries d'energia també té una tecnologia bastant madura i s'ha utilitzat àmpliament en el sistema de dissipació de calor dels vehicles elèctrics. Per exemple, la bateria de Tesla utilitza un mètode de refredament líquid d'una barreja d'aigua i etilenglicol per dissipar la calor. El BMW i3 utilitza R134a per a la dissipació de calor.
Els sistemes refrigerats per líquid sovint requereixen dissenys estructurals més complexos i rigorosos per evitar les fuites de refrigerant líquid i garantir la uniformitat de les cèl·lules de la bateria al paquet de bateries, i la complexa estructura del sistema de refrigeració líquida també fa que tot el sistema de dissipació de calor es converteixi en és molt voluminós, la qual cosa no només augmenta el pes de tot el vehicle, sinó que també augmenta molt la càrrega de tot el vehicle i, al mateix temps, a causa de la complexitat de la seva estructura i l'alt rendiment de segellat, és relativament difícil de mantenir i mantenir el sistema de refrigeració líquida, i el cost de manteniment també augmenta en conseqüència.
Sistema de refrigeració de material de canvi de fase
El sistema de dissipació de calor del material de canvi de fase utilitza el material de canvi de fase com a mitjà de transferència de calor i utilitza les característiques del material de canvi de fase per emmagatzemar i alliberar energia quan es produeix el canvi de fase per aconseguir l'efecte d'escalfament a baixa temperatura i alta temperatura. dissipació de calor per a la bateria d'alimentació. Tanmateix, la conductivitat tèrmica dels materials de canvi de fase és relativament baixa. Per canviar els defectes inherents dels materials, la gent omple alguns materials metàl·lics en materials de canvi de fase. Per exemple, en alguns estudis, s'omplen plaques d'alumini molt primes amb materials de canvi de fase per millorar la conductivitat tèrmica. l'objectiu de. Per tal de millorar la conductivitat tèrmica dels materials de canvi de fase, també s'ha proposat omplir fibres de carboni, nanotubs de carboni, etc. en materials de canvi de fase.
Sistema de refrigeració de tubs de calor
Com a element de conducció de calor eficient, un tub de calor pot transferir de manera ràpida i eficient l'energia tèrmica d'un lloc a un altre, és a dir, pot transferir calor de manera ràpida i eficaç entre dos objectes.
En el sistema de gestió tèrmica dels vehicles elèctrics, molts estudiosos nacionals i estrangers també han aplicat el tub de calor, un element de conducció de calor, a la dissipació de calor de les bateries d'energia. En comparació amb el sistema tradicional de dissipació de calor per convecció forçada, en el sistema de dissipació de calor que introdueix tubs de calor, la bateria d'alimentació no només pot mantenir el rang de temperatura de funcionament normal, sinó també mantenir la uniformitat de temperatura entre les cèl·lules de la bateria, que és un refredament forçat. . L'efecte que el sistema de refrigeració no pot aconseguir. Tanmateix, la seva massa i volum són massa grans i hi ha un límit de transferència de calor.
Sistema de calefacció per bateria de vehicle elèctric
Els quatre mètodes per dissipar la calor de la bateria s'introdueixen més amunt, i després s'introduirà el mètode de calefacció per adaptar la bateria a l'entorn de baixa temperatura.
El sistema de calefacció es compon principalment d'elements i circuits de calefacció, entre els quals l'element de calefacció és la part més important. Els elements de calefacció comuns inclouen elements de calefacció de resistència variable i elements de calefacció de resistència constant. El primer se sol anomenar PTC (coeficient de temperatura positiu), i el segon és una pel·lícula de calefacció composta generalment per cables de calefacció metàl·lics, com ara pel·lícula de calefacció de silicona, pel·lícula de calefacció elèctrica flexible, etc.
El PTC s'utilitza àmpliament pel seu ús segur, alta eficiència de conversió de calor, ràpid augment de la temperatura, sense flama oberta i temperatura constant automàtica. El seu baix cost és un factor favorable per a la bateria actual de gran preu. La pel·lícula de calefacció elèctrica flexible aïllada és un altre tipus d'escalfador, que es pot doblegar segons la forma arbitrària de la peça de treball, assegurant un contacte estret amb la peça de treball i garantint la màxima transferència d'energia tèrmica. La pel·lícula de calefacció de silicona és un element de calefacció de superfície prima amb flexibilitat, però ha d'estar en contacte total i proper amb l'objecte escalfat i la seva seguretat és pitjor que la PTC.
Escalfador d'aire PTC
Escalfador de refrigerant PTC
