Metody chłodzenia pakietów akumulatorów

1. Chłodzenie powietrza

Chłodzenie powietrza wykorzystuje powietrze jako medium przenoszenia ciepła i jest podzielone na dwie metody: pasywne chłodzenie powietrza i aktywne chłodzenie powietrza. Pasywne chłodzenie powietrza bezpośrednio wykorzystuje zewnętrzne powietrze do wymiany ciepła, ma prostą strukturę i ma niski koszt, ale ma ograniczony efekt chłodzenia. Aktywne chłodzenie powietrza wstępne powietrze zewnętrzne przed wejściem do systemu akumulatora, takiego jak ogrzewanie lub chłodzenie, w celu poprawy wydajności chłodzenia. Jednak przewodność cieplna chłodzenia powietrza jest niska i trudno jest spełnić wymagania dotyczące zarządzania termicznego akumulatorów o wysokiej gęstości energii.

2. Chłodzenie cieczy

Chłodzenie cieczy wykorzystuje płyn chłodzący jako podłoże przenoszenia ciepła, które zwykle krąży w pakiecie akumulatora przez pompę i układ rurowy. Zgodnie z metodą kontaktową chłodzenie cieczy można podzielić na bezpośredni kontakt i kontakt pośredni. Bezpośredni kontakt bezpośrednio zanurza pakiet akumulatora w płyn chłodzący, a kontakt pośredni układa rurki chłodzące lub kurtki między modułami baterii. Chłodzenie cieczy ma zalety o wysokiej wydajności chłodzenia i dobrej jednolitości temperatury, ale ma wysokie wymagania dotyczące uszczelnienia układu i zwiększa złożoność i masę układu.

3. Chłodzenie rury cieplnej

Chłodzenie rury cieplnej wykorzystuje utajone ciepło materiałów zmiany faz podczas odparowania i kondensacji do przenoszenia ciepła. Rura cieplna składa się z sekcji parowania, sekcji izolacji i sekcji kondensacji, która może szybko prowadzić ciepło i osiągnąć wydajne chłodzenie. Jednak rura cieplna ma złożoną strukturę, wysokie koszty produkcji, a wydajność przenoszenia ciepła może zmniejszyć się po długoterminowym użyciu. Nie był jeszcze szeroko stosowany w systemach zarządzania termicznego akumulatora.

4. Zmiana fazowa chłodzenie materiału

Materiał zmiany faz (PCM) pochłania lub uwalnia dużą ilość ciepła, zmieniając jego stan fizyczny w określonym zakresie temperatur. Po nałożeniu PCM do systemu zarządzania termicznego akumulatora może pochłaniać ciepło i obniżyć temperaturę akumulatora po wzroście temperatury akumulatora. Jednak PCM ma niską przewodność cieplną i może mieć ryzyko wycieku. Należy go stosować w połączeniu z innymi metodami chłodzenia, aby poprawić efekt chłodzenia.

5. Chłodzenie zanurzeniowe

Chłodzenie zanurzeniowe bezpośrednio zanurza akumulator w chłodzicie, który ma zalety prostej struktury, szybkiego chłodzenia i dobrej jednolitości temperatury. W porównaniu z tradycyjnym pośrednim chłodzeniem cieczy, chłodzeniem powietrza i chłodzeniem zmiany faz, chłodzenie zanurzeniowe wykazuje dobre potencjalne potencjalne zastosowania w zarządzaniu termicznym akumulatorów o dużej mocy.

Skuteczna technologia chłodzenia pakietów baterii jest niezbędna do poprawy wydajności baterii, rozszerzenia żywotności serwisowej i zapewnienia bezpieczeństwa. Wraz ze wzrostem gęstości energii baterii oraz szybkości ładowania i rozładowania pojedyncza metoda chłodzenia jest trudna do zaspokojenia popytu, a technologia chłodzenia kompozytowego wykazuje szerokie perspektywy zastosowania. Przyszłe badania powinny koncentrować się na rozwoju wydajnych, lekkich i kontrolowanych kosztowych systemach chłodzenia w celu dostosowania się do szybkiego rozwoju pojazdów elektrycznych i systemów magazynowania energii.