Métodos de enfriamiento del paquete de baterías

1. Enfriamiento de aire

El enfriamiento por aire utiliza aire como medio de transferencia de calor y se divide en dos métodos: enfriamiento de aire pasivo y enfriamiento de aire activo. El enfriamiento del aire pasivo utiliza directamente el aire externo para el intercambio de calor, tiene una estructura simple y tiene un costo bajo, pero tiene un efecto de enfriamiento limitado. Precrocesos de enfriamiento de aire activo antes de que ingrese al sistema de batería, como calefacción o enfriamiento, para mejorar la eficiencia de enfriamiento. Sin embargo, la conductividad térmica del enfriamiento del aire es baja, y es difícil cumplir con los requisitos de gestión térmica de las baterías de alta densidad de energía.

2. Enfriamiento líquido

El enfriamiento del líquido utiliza el refrigerante como medio de transferencia de calor, que generalmente se distribuye en la batería a través de una bomba y sistema de tuberías. Según el método de contacto, el enfriamiento líquido se puede dividir en contacto directo y contacto indirecto. El contacto directo sumerge directamente el paquete de baterías en el refrigerante, mientras que el contacto indirecto organiza tuberías de enfriamiento o chaquetas entre los módulos de la batería. El enfriamiento líquido tiene las ventajas de alta eficiencia de enfriamiento y buena uniformidad de temperatura, pero tiene altos requisitos para el sellado del sistema y aumenta la complejidad y el peso del sistema.

3. Enfriamiento de tuberías de calor

El enfriamiento de la tubería de calor utiliza el calor latente de los materiales de cambio de fase durante la evaporación y la condensación para transferir el calor. El tubo de calor consiste en una sección de evaporación, una sección de aislamiento y una sección de condensación, que puede realizar rápidamente el calor y lograr un enfriamiento eficiente. Sin embargo, la tubería de calor tiene una estructura compleja, un alto costo de fabricación y el rendimiento de la transferencia de calor puede disminuir después del uso a largo plazo. Todavía no se ha utilizado ampliamente en los sistemas de gestión térmica de la batería.

4. Enfriamiento del material de cambio de fase

El material de cambio de fase (PCM) absorbe o libera una gran cantidad de calor al cambiar su estado físico dentro de un rango de temperatura específico. Cuando PCM se aplica a un sistema de gestión térmica de la batería, puede absorber el calor y reducir la temperatura de la batería cuando aumenta la temperatura de la batería. Sin embargo, PCM tiene una baja conductividad térmica y puede tener un riesgo de fuga. Debe usarse en combinación con otros métodos de enfriamiento para mejorar el efecto de enfriamiento.

5. Enfriamiento de inmersión

El enfriamiento de inmersión sumerge directamente la batería en el refrigerante, que tiene las ventajas de estructura simple, enfriamiento rápido y buena uniformidad de temperatura. En comparación con el enfriamiento del líquido indirecto tradicional, el enfriamiento del aire y el enfriamiento de cambio de fase, el enfriamiento de inmersión muestra buenas perspectivas de aplicación en el manejo térmico de las baterías de alta densidad de potencia.

La tecnología efectiva de enfriamiento de la batería es esencial para mejorar el rendimiento de la batería, extender la vida útil y garantizar la seguridad. A medida que aumentan la densidad de energía de la batería y las tasas de carga y descarga, un solo método de enfriamiento es difícil para satisfacer la demanda, y la tecnología de enfriamiento compuesto muestra amplias perspectivas de aplicaciones. La investigación futura debería centrarse en desarrollar sistemas de enfriamiento eficientes, livianos y controlados por costos para adaptarse al rápido desarrollo de vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía.