טכנולוגיית ניהול תרמי סוללה

  כאחד הסוגים העיקריים של רכבי אנרגיה חדשים, גם היקף המכירות של כלי רכב חשמליים גדל משנה לשנה. עם זאת, טווח נסיעה קצר, זמן טעינה ארוך ומדי פעם תאונות בעירה ספונטנית ואש של כלי רכב חשמליים זכו לביקורת רבה. לאור הבעיות הללו, אנשים בתעשייה הציגו: ראשית, עלינו לפתח במרץ סוללות עם צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, טעינה ופריקה מהירה ושימוש בטוח יותר; שנית, שפרו את טכנולוגיית ניהול הסוללה ואמצעי הניהול, בנו מערכת ניהול סוללות מדעית ומושלמת יותר, ותן משחק טוב יותר לביצועי הסוללה.

כיום, המחקר על טכנולוגיית ניהול תרמי של סוללה מתמקד בעיקר כיצד לייצא את החום שנוצר מהסוללה במהלך הפעולה כדי לגרום לסוללה לעבוד בטווח הטמפרטורות האופטימלי. כעת שיטות הקירור המיושמות לרכבים חשמליים טהורים הן בעיקר קירור אוויר, קירור נוזלי וקירור ישיר. יחד עם זאת, היישום של חומרים לשינוי פאזה בניהול תרמי סוללה הוא גם מוקד מחקר.

קירור אוויר:

קירור אוויר הוא טכנולוגיית קירור הסוללה הראשונה בשימוש. על פי כוח הזרימה של הרוח, ישנם שני סוגים של קירור אוויר טבעי וקירור אוויר מאולץ, בעוד שלפי צינור האוויר של מערכת קירור האוויר, ישנם שני סוגים של קירור סדרתי וקירור מקביל. למערכת קירור האוויר יש יתרונות של מבנה פשוט יותר וצריכת חשמל נמוכה יותר ממערכות קירור נוזלי וקירור ישיר. עם זאת, בשל פריסת התעלה שלו, יש לו ניצול שטח נמוך וקשה למנוע מים ואבק, ולכן הוא אינו מתאים לסוללות מרובעות ורכות מסודרות היטב. בנוסף, כאשר טמפרטורת האוויר החיצונית גבוהה מדי או נמוכה מדי, מערכת ניהול החום מתקשה לענות על הצרכים, ונדרש קירור אספקת האוויר של מערכת המיזוג. לכן, ביצועי הקירור של מערכת קירור האוויר מתקשים לעמוד בדרישות השימוש, הם מוחלפים בהדרגה בקירור נוזלי ומערכות קירור ישיר.

קירור נוזלי:

קירור נוזלי הוא מצב הקירור עם הביצועים המקיפים הטובים ביותר. הגורמים העיקריים שיש להם השפעה רבה על מערכת הקירור של נוזל הסוללה הם התכונות הפיזיקליות והכימיות של נוזל הקירור ופריסה של ערוץ הזרימה של צינור הקירור. ניתן לחלק את קירור הנוזל למגע ישיר ולמגע עקיף לפי המבנה.

סוג המגע הישיר הוא טבילת הסוללה בנוזל הקירור, שיש לו את היתרונות של אפקט חילופי חום מעולה ואחידות טמפרטורה טובה, אך החיסרון הוא בכך שהוא מציב דרישות גבוהות לביצועי האיטום והבידוד בתוך ומחוץ למארז הסוללות. סוג המגע העקיף הוא הנחת תעלת זרימה בחבילת הסוללה כדי לגרום לנוזל הקירור לזרום בערוץ הזרימה. היתרון הוא הפחתת הדרישות לביצועי איטום ובידוד, לכן, מים, מים/גליקול ונוזלים אחרים בעלי צמיגות נמוכה, מוליכות תרמית גבוהה וקיבולת חום סגולית גבוהה משמשים כנוזל קירור. בדרך זו ניתן לכוונן את עוצמת הקירור בטווח גדול על ידי התאמת מהירות הסיבוב של משאבת המחזור בטווח קטן.

מיזוג קירור קירור:

קירור ישיר, הנקרא גם קירור מיזוג אוויר, הוא להכניס ישירות את נוזל הקירור של מערכת המיזוג לתוך ערכת הסוללות לצורך קירור, דבר המקביל לשימוש בפלטת הקירור בחבילת הסוללות כמאייד של המיזוג. מערכת. היתרונות של מערכת קירור ישיר הם יעילות גבוהה, תגובה מהירה ויכולת קירור גדולה. החסרונות שלו הם בעיקר בכך שהוא תלוי מאוד במערכת מיזוג הרכב. בקיץ, העומס של מערכת המיזוג גבוה מאוד מכיוון שתא הנוסעים ומערכת הסוללות זקוקים לקירור בעוצמה גבוהה; בחורף, מכיוון שתא הנוסעים זקוק לחימום רציף וצריך לחמם את ערכת המצברים לפני הקירור, הוא מהווה אתגר גדול למערכת מיזוג האוויר של הרכב.

קירור חומר לשינוי שלב:

חומר לשינוי שלב מתייחס לחומר שיכול לשנות את מצב החומר ולספק חום סמוי בתנאי טמפרטורה קבועה, כגון פרפין. שיטת הניהול התרמי של חומר לשינוי פאזה היא להכניס את חומר שינוי הפאזה לתוך ערכת הסוללות ולהשתמש בחום הסמוי של שינוי הפאזה הגבוה שלו כדי לספוג את החום שנוצר במהלך פריקת הסוללה. מכיוון שהטמפרטורה של חומר שינוי הפאזה עצמו נשארת כמעט ללא שינוי לפני השלמת שינוי הפאזה, לכן היא יכולה להפוך את טמפרטורת הסוללה ליציבה יותר. היתרון הגדול ביותר של חומרים לשינוי פאזה הוא שהמבנה והתפעול הם הפשוטים ביותר. רק הסוללות וחומרי החלפת הפאזה צריכים להיות מסודרים בצורה סבירה בחבילת הסוללות. אין צורך בהתערבות חיצונית של המערכת בכל התהליך, ואחידות הטמפרטורה מצוינת. בנוסף, חומרים לשינוי פאזה מגיעים ממגוון רחב של מקורות והם זולים.

בניהול מצבר של רכבים חשמליים, מערכת הניהול התרמית היא אחד ממרכיבי הליבה של מערכת ניהול המצברים. בפעולה רגילה, הסוללה של רכבים חשמליים תייצר חום רב עקב הטבעה והטבעה של יוני ליתיום בסוללה, זרימת הזרם בסוללה ובמארז הסוללות ותגובות צד קלות שונות בסוללה. אם החום הזה לא יפרק בהקדם האפשרי ויצטבר בחבילת הסוללות, טמפרטורת הסוללה תעלה, כאשר הזמן ארוך מדי או שהטמפרטורה חורגת מהגבול העליון המותר, חיי השירות של הסוללה יושפעו בצורה רצינית. , ואפילו הסוללה תקצר ותתפוצץ ישירות.