Métodos de resfriamento da bateria

1. Resfriamento a ar

O resfriamento a ar usa o ar como meio de transferência de calor e é dividido em dois métodos: resfriamento a ar passivo e resfriamento a ar ativo. O resfriamento de ar passivo utiliza diretamente o ar externo para troca de calor, tem uma estrutura simples e é de baixo custo, mas tem efeito de resfriamento limitado. O resfriamento de ar ativo pré-processa o ar externo antes de entrar no sistema de bateria, como aquecimento ou resfriamento, para melhorar a eficiência do resfriamento. No entanto, a condutividade térmica do resfriamento do ar é baixa e é difícil atender aos requisitos de gerenciamento térmico das baterias de alta densidade energética.

2. Resfriamento líquido

O resfriamento líquido usa refrigerante como meio de transferência de calor, que geralmente circula na bateria por meio de uma bomba e sistema de tubulação. De acordo com o método de contato, o resfriamento líquido pode ser dividido em contato direto e contato indireto. O contato direto mergulha diretamente a bateria no refrigerante, enquanto o contato indireto organiza tubos ou camisas de resfriamento entre os módulos da bateria. O resfriamento líquido tem as vantagens de alta eficiência de resfriamento e boa uniformidade de temperatura, mas possui altos requisitos para a vedação do sistema e aumenta a complexidade e o peso do sistema.

3. Resfriamento do tubo de calor

O resfriamento do tubo de calor utiliza o calor latente dos materiais de mudança de fase durante a evaporação e condensação para transferir calor. O tubo de calor consiste em uma seção de evaporação, uma seção de isolamento e uma seção de condensação, que pode conduzir calor rapidamente e obter resfriamento eficiente. No entanto, o tubo de calor tem uma estrutura complexa, alto custo de fabricação e o desempenho da transferência de calor pode diminuir após uso prolongado. Ainda não foi amplamente utilizado em sistemas de gerenciamento térmico de baterias.

4. Resfriamento de material de mudança de fase

O material de mudança de fase (PCM) absorve ou libera uma grande quantidade de calor alterando seu estado físico dentro de uma faixa específica de temperatura. Quando o PCM é aplicado a um sistema de gerenciamento térmico de bateria, ele pode absorver calor e reduzir a temperatura da bateria quando a temperatura da bateria aumenta. No entanto, o PCM tem baixa condutividade térmica e pode apresentar risco de vazamento. Precisa ser usado em combinação com outros métodos de resfriamento para melhorar o efeito de resfriamento.

5. Resfriamento por imersão

O resfriamento por imersão mergulha diretamente a bateria no refrigerante, que tem as vantagens de estrutura simples, resfriamento rápido e boa uniformidade de temperatura. Comparado com o tradicional resfriamento indireto por líquido, resfriamento a ar e resfriamento por mudança de fase, o resfriamento por imersão mostra boas perspectivas de aplicação no gerenciamento térmico de baterias de alta densidade de potência.

Uma tecnologia eficaz de resfriamento da bateria é essencial para melhorar o desempenho da bateria, prolongar a vida útil e garantir a segurança. À medida que a densidade de energia da bateria e as taxas de carga e descarga aumentam, é difícil atender à demanda com um único método de resfriamento, e a tecnologia de resfriamento composto mostra amplas perspectivas de aplicação. A investigação futura deverá centrar-se no desenvolvimento de sistemas de refrigeração eficientes, leves e com custos controlados para se adaptarem ao rápido desenvolvimento de veículos eléctricos e sistemas de armazenamento de energia.