ألواح البرد في خلية البطارية: ضرورية للاستقرار الحراري في أنظمة البطارية الحديثة

في عصر السيارات الكهربائية (EVs) وتخزين الطاقة على نطاق الشبكة ، يعد الحفاظ على درجات حرارة خلايا البطارية المثلى أمرًا بالغ الأهمية للأداء والسلامة وعمر. تظهر ألواح البرد في خلايا البطارية كمكون أساسي للإدارة الحرارية ، حيث يعالج تحدي تراكم الحرارة أثناء الشحن والتفريغ وتشغيل التحميل العالي.

تعمل الألواح الباردة عن طريق نقل الحرارة الزائدة من خلايا البطارية إلى وسيط التبريد-وعلى وجه الخصوص سائل (مثل خلطات مياه الإيثيلين غليكول) أو في بعض الحالات. على عكس طرق التبريد السلبية (على سبيل المثال ، أحواض الحرارة) ، فإنها تتيح تنظيم درجة الحرارة النشطة: التدفقات السائلة عبر القنوات الداخلية داخل الصفيحة الباردة ، وتمتص الحرارة من الخلايا التي تلامس مباشرة مع سطحها. يضمن هذا التصميم توزيعًا موحدًا للحرارة ، مما يمنع النقاط الساخنة التي يمكن أن تحط من سعة الخلية أو تؤدي إلى الهرب الحراري.

تشمل اعتبارات التصميم الرئيسية للوحات الباردة اختيار المواد والكفاءة الهيكلية. يستخدم الألمنيوم على نطاق واسع بسبب خصائصه الخفيفة الوزن والتوصيل الحراري الجيد (≈205 w/m · k) ، في حين أن النحاس يوفر توصيلًا أعلى (≈401 w/m · k) للتطبيقات عالية الأداء ، على الرغم من زيادة الوزن والتكلفة. تستكشف الابتكارات الحديثة أيضًا المواد المركبة لتحقيق التوازن بين الموصلية ومقاومة التآكل. هندسة القناة - مثل أنماط السربنتين أو المتوازية - تحفر ديناميكيات التدفق ، مما يزيد من تبادل الحرارة دون انخفاض الضغط المفرط.

تمتد التطبيقات إلى ما وراء حزم بطارية EV. تعتمد أنظمة تخزين الطاقة الثابتة ، التي تتعامل مع الطاقة المتجددة المتقطعة ، على الألواح الباردة للحفاظ على درجات حرارة الخلايا في ظروف بيئية متفاوتة. بالإضافة إلى ذلك ، تستفيد أنظمة البطارية عالية الطاقة للمعدات الصناعية (على سبيل المثال ، شوكة ، طاقة النسخ الاحتياطي) من التحكم الحراري المدمج والفعال.

مع تقدم تقنية البطارية - مع ارتفاع كثافة الطاقة ومعدلات الشحن بشكل أسرع - ستتطور تصميمات الألواح البولجة أيضًا. قد تدمج التكرارات المستقبلية أجهزة الاستشعار الذكية لمراقبة درجة الحرارة في الوقت الفعلي أو تبني المبردات الصديقة للبيئة للتوافق مع أهداف الاستدامة. في نهاية المطاف ، تظل ألواح البرد في خلايا البطارية لا غنى عنها لإلغاء إمكانية الإمكانات الكاملة لحلول تخزين الطاقة من الجيل التالي.