Методы охлаждения аккумуляторной батареи

1. Воздушное охлаждение

Воздушное охлаждение использует воздух в качестве теплоносителя и делится на два метода: пассивное воздушное охлаждение и активное воздушное охлаждение. Пассивное воздушное охлаждение напрямую использует внешний воздух для теплообмена, имеет простую конструкцию и низкую стоимость, но имеет ограниченный охлаждающий эффект. Активное воздушное охлаждение предварительно обрабатывает внешний воздух перед его попаданием в аккумуляторную систему (например, при обогреве или охлаждении), чтобы повысить эффективность охлаждения. Однако теплопроводность воздушного охлаждения низкая, и трудно удовлетворить требования к терморегулированию батарей с высокой плотностью энергии.

2. Жидкостное охлаждение

В жидкостном охлаждении в качестве теплоносителя используется охлаждающая жидкость, которая обычно циркулирует в аккумуляторной батарее через насос и систему трубопроводов. По контактному методу жидкостное охлаждение можно разделить на прямоконтактное и непрямоконтактное. При прямом контакте аккумуляторная батарея непосредственно погружается в охлаждающую жидкость, а при непрямом контакте между аккумуляторными модулями располагаются охлаждающие трубки или рубашки. Жидкостное охлаждение имеет преимущества высокой эффективности охлаждения и хорошей однородности температуры, но оно предъявляет высокие требования к герметизации системы и увеличивает сложность и вес системы.

3. Охлаждение тепловой трубкой

При охлаждении тепловыми трубками для передачи тепла используется скрытое тепло материалов с фазовым переходом во время испарения и конденсации. Тепловая трубка состоит из секции испарения, секции изоляции и секции конденсации, которые могут быстро проводить тепло и обеспечивать эффективное охлаждение. Однако тепловая трубка имеет сложную конструкцию, высокую стоимость производства, а эффективность теплопередачи может снизиться после длительного использования. Он еще не получил широкого распространения в системах терморегулирования аккумуляторов.

4. Охлаждение материала с фазовым переходом.

Материал с фазовым переходом (PCM) поглощает или выделяет большое количество тепла, изменяя свое физическое состояние в определенном температурном диапазоне. Когда PCM применяется в системе управления температурой аккумулятора, он может поглощать тепло и снижать температуру аккумулятора при повышении температуры аккумулятора. Однако PCM имеет низкую теплопроводность и может иметь риск утечки. Его необходимо использовать в сочетании с другими методами охлаждения для улучшения охлаждающего эффекта.

5. Иммерсионное охлаждение

При иммерсионном охлаждении аккумулятор непосредственно погружается в охлаждающую жидкость, преимущества которой заключаются в простой конструкции, быстром охлаждении и хорошей однородности температуры. По сравнению с традиционным непрямым жидкостным охлаждением, воздушным охлаждением и охлаждением с фазовым переходом, иммерсионное охлаждение показывает хорошие перспективы применения в терморегулировании батарей с высокой плотностью мощности.

Эффективная технология охлаждения аккумуляторной батареи необходима для улучшения производительности батареи, продления срока ее службы и обеспечения безопасности. Поскольку плотность энергии аккумуляторов, а также скорость зарядки и разрядки увеличиваются, единый метод охлаждения становится все труднее удовлетворить спрос, а технология композитного охлаждения показывает широкие перспективы применения. Будущие исследования должны быть сосредоточены на разработке эффективных, легких и экономичных систем охлаждения, чтобы адаптироваться к быстрому развитию электромобилей и систем хранения энергии.