Как различаются способы охлаждения аккумуляторов разных типов?

Из-за различий в характеристиках аккумуляторов, требованиях к питанию и сценариях использования в различных типах аккумуляторов используются разные методы охлаждения. В этой статье анализируется применение охлаждения трех распространенных типов батарей: литий-ионных, свинцово-кислотных и никель-металлогидридных.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы широко используются в электромобилях (EV), системах накопления энергии (ESS) и портативной электронике высокого класса. Из-за своей высокой плотности энергии и большой мощности заряда-разряда они выделяют значительное количество тепла во время работы, что требует более совершенных методов охлаждения.

Электромобили

Возьмем, к примеру, Tesla Model S и Model X. В этих автомобилях используются системы прямого жидкостного охлаждения. Ячейки аккумулятора находятся в тесном контакте с холодными пластинами, заполненными охлаждающей жидкостью, которые эффективно отводят тепло и обеспечивают термическую стабильность при высокой выходной мощности и быстрой зарядке.

Системы хранения энергии

В крупномасштабных ESS обычно применяется непрямое жидкостное охлаждение. Батарейные модули монтируются на холодных пластинах, а охлаждающая жидкость циркулирует по каналам внутри пластин, поддерживая постоянную температуру во всех модулях. Этот метод поддерживает высокие циклы зарядки-разрядки, необходимые для хранения энергии в масштабе сети.

Портативные устройства

В некоторых смартфонах высокого класса, например в некоторых моделях Samsung, используется технология охлаждения с использованием материала с фазовым переходом (PCM). PCM размещается рядом с аккумулятором и другими тепловыделяющими компонентами. Во время интенсивного использования, такого как игры или многозадачность, PCM поглощает тепло и претерпевает фазовый переход, работая наряду с естественной конвекцией для управления умеренными и высокими тепловыми нагрузками.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы обычно используются в тихоходных электромобилях и системах резервного питания. Обладая относительно низкой плотностью энергии, они выделяют меньше тепла по сравнению с литий-ионными батареями.

Охлаждающий подход

В тихоходных электромобилях из-за ограниченной скорости и короткого расстояния тепловыделение минимально. Часто бывает достаточно воздушного охлаждения с естественной конвекцией. Благодаря созданию вентиляционных отверстий в корпусе аккумулятора тепло может рассеиваться за счет пассивного потока воздуха. Этот метод является экономически эффективным и конструктивно простым, отвечающим тепловым требованиям в приложениях с низким энергопотреблением.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Никель-металлогидридные (NiMH) аккумуляторы когда-то были популярны в первых гибридных электромобилях (HEV) и некоторой портативной электронике. Их выходная мощность и тепловыделение находятся между свинцово-кислотными и литий-ионными батареями.

Гибридные электромобили

В HEV обычно используется воздушное охлаждение с принудительной конвекцией. Воздух прогоняется через аккумуляторную батарею с помощью вентиляторов или воздуходувок для отвода тепла. Это решение относительно недорогое и подходит для частых циклов зарядки-разрядки гибридных автомобилей.

Портативные устройства

В устройствах с низкой производительностью NiMH-аккумуляторы могут использовать естественное конвекционное охлаждение. Конструкция внутренней вентиляции устройства помогает поддерживать соответствующую рабочую температуру.

Связаться с нами

Мы специализируемся на индивидуальном проектировании и производстве охлаждающих пластин для электромобилей и ESS. Свяжитесь с нами, чтобы оптимизировать эффективность охлаждения и надежность ваших аккумуляторных систем!