Güç Hücreleri için Termal Yönetim Teknolojisi
Elektrikli araçların (EV) hızlı gelişiminde, termal kaçak sorunu giderek daha belirgin hale geliyor.
Pil paketi, lityum iyon pillerden oluşan ve elektrikli aracın (ev) performansına doğrudan etkisi olan ana enerji depolama bileşenidir. Pil takımının performansını ve ömrünü optimize etmek için, pil takımının yapısını optimize etmek ve yüksek ve düşük sıcaklığa uyum sağlayabilen pil takımı ısı yönetim sistemi (BTMS) tasarlamak gerekir.
Yeni Enerji Araç Akü Sisteminin Termal Yönetim Teknolojisi
Lityum-iyon pil soğutma teknolojisinin özü, ısıyı pilin içinden dış ortama aktaran ve böylece pilin iç sıcaklığını azaltan bir soğutma ortamı aracılığıyla ısı alışverişi işlemidir. Soğutma ortamının farkına göre hava soğutması, sıvı soğutması, katı faz değişim malzemesi soğutması ve ısı borusu soğutması olarak ayrılabilir.
1. Hava soğutmalı soğutma sistemi
Hava soğutmalı soğutma sistemi, hava soğutmalı soğutma sistemi olarak da bilinir. Bu, pilin ürettiği ısıyı gidermek için pilin yüzeyinden hava akışına izin vererek güç pil paketini soğutmanın en basit yoludur.
Havalandırma önlemlerine göre (fanlı veya fansız vb.), hava soğutmalı çevre ekipmanı doğal konveksiyon ve cebri havalandırma olarak ikiye ayrılabilir.
Doğal konveksiyon ısıyı yayar
Harici cebri havalandırmaya (örn. fanlar) dayanmayan ancak sıcaklık değişimlerinden dolayı pil takımının içindeki sıvının akışı yoluyla ısıyı soğutan ve yayan bir sistem.
Isı dağıtımı için cebri havalandırma
Doğal konveksiyonlu ısı dağılımına dayanarak, karşılık gelen cebri havalandırma teknolojisi, ısı dağıtım sistemine eklenir.
Pillerin düzenine göre hava soğutma sistemi seri ve paralel sisteme ayrılabilir. Ancak bu yöntemin etkisi zayıftır ve pilin yüksek sıcaklık homojenliğini sağlamak zordur. Hava soğutma sistemi basit bir yapı tasarımına ve düşük maliyete sahiptir, ancak ısı dağıtma etkisi belirgin değildir ve güç pili normal sıcaklık aralığında çalışamaz. Akü düzenlemesini, hava kanalını, akü aralığını ve rüzgar hızını değiştirerek hava soğutma sistemi, akü ısı yönetim sisteminin daha iyi soğutma etkisi elde edecek şekilde optimize edilebilir.
2. Sıvı soğutmalı soğutma sistemi
Sistem, güç pili ile doğrudan veya dolaylı temas halinde olan soğutucu akışkanı, konvektif ısı transfer prensibinin kullanımını, pil paketinde üretilen ısının sıvı akışının sirkülasyonu yoluyla, faydalı model ise bir ısı dağıtma sistemi ile ilgilidir. Isı dağılımı etkisini elde edebilir.
Soğutucu (soğutucu)
Yüksek ısı iletkenliğine, iyi ısı dağılımına sahiptir, su, su ve glikol, mineral yağ ve R134a vb. karışımı olabilir, elektrikli araç soğutma sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Örneğin Tesla pil takımı sıvı soğutmalı su ve etilen glikol karışımını kullanırken BMW I-3 R134A'yı kullanır.
Soğutucunun aküyle temas halinde olup olmamasına göre doğrudan soğutma ve dolaylı soğutma olarak ikiye ayrılabilir. Sıvının ısı transfer katsayısı havanınkinden daha büyüktür ve ısı dağılımının etkisi daha iyidir, ancak yapı karmaşıktır, sızdırmazlık koşulu gereksinimi yüksektir ve tasarım ve bakım maliyeti nispeten yüksektir.
Sıvı soğutma teknolojisinde yapı tasarımı esas olarak koşucu yapı tasarımına, soğutma plakası düzenleme formu tasarımına sahiptir. Sıvı soğutmalı sistemler, sıvı soğutucu akışkan sızıntısını önlemek ve akü paketindeki hücre monomerleri arasında tekdüzeliği sağlamak için genellikle daha karmaşık ve zorlu yapısal tasarımlar gerektirir. Ancak karmaşık yapısı aynı zamanda tüm soğutucu sistemini çok hantal hale getiriyor, bu da tüm aracın ağırlığını artırıyor ve bakım ve bakımı nispeten zorlaştırıyor, bakım maliyeti de buna bağlı olarak artıyor.
3.Faz değişimli malzeme soğutma sistemi
Faz değişim malzemesi (PCM), faz değişim reaksiyonu sırasında pilin ısısını emmek (veya serbest bırakmak) için ısı transfer ortamı olarak kullanılır, soğutma teknolojisi iyi bir sıcaklık kontrol etkisine ve tekdüze sıcaklık kapasitesine sahiptir, ancak malzeme pahalıdır.
Faz değiştiren malzemeler, sıvı hal, katı hal ve buhar hal arasındaki geçiş sırasında çok fazla ısı emer (veya serbest bırakır). Tek bir hücrenin sıcaklığı normal çalışma sıcaklığı aralığını aştığında, ısı hızlı bir şekilde aktarılabilir, böylece tek hücreler arasındaki sıcaklık temelde aynı olur.
Malzeme kusurlarını değiştirmek için, ısıl iletkenliği arttırmak amacıyla, faz değiştirme malzemesinin içine doldurulan çok ince alüminyum plaka gibi bazı metal malzemeler, faz değiştirme malzemesinin içine doldurulacaktır. Faz değiştiren malzemelerin ısıl iletkenliğini arttırmak için bazı kişiler karbon fiberleri, karbon nanotüpleri vb. doldurur.
