جدول المحتويات
- لماذا تعتبر الإدارة الحرارية للبطارية مهمة؟
- نظرة عامة على أربع طرق تبريد
- تبريد مواد تغيير المرحلة (PCM)
- تبريد بالوعة الحرارة
- تبريد الهواء
- التبريد السائل (التبريد المباشر وغير المباشر)
- المقارنة: ما هو نظام التبريد الأكثر فعالية؟
- متطلبات التبريد لأنظمة التبريد المختلفة
نظام الإدارة الحرارية للبطارية EV
أهمية نظام تبريد البطارية
أدى التقدم في تكنولوجيا البطارية إلى زيادة إنتاج الطاقة وتقليل تردد الشحن في EVs. ومع ذلك ، لا يزال هناك تحدٍ حاسم في السلامة: تصميم نظام تبريد فعال لبطاريات EV.
أثناء التفريغ ، تتراكم الحرارة - وارتفاع معدلات التفريغ تولد المزيد من الحرارة.
تعتمد عملية البطارية على فرق الجهد. تثير درجات الحرارة المرتفعة الإلكترونات الداخلية ، مما يقلل من فجوة الجهد بين المحطات.
نظرًا لأن البطاريات تعمل فقط ضمن نطاق حراري ضيق ، فهو محرك جيدنظام تبريد بطارية السيارةضروري للحفاظ على الأداء الأمثل. يجب أن يحافظ النظام على حزمة البطارية بين 20-40 درجة مئوية مع ضمان بقاء اختلافات درجة الحرارة الداخلية في غضون 5 درجات مئوية.
تعطل الاختلافات المفرطة في درجات الحرارة توازن الخلية ، مما يؤدي إلى معدلات التفريغ غير المتسقة / والتدهور المتسارع. والأسوأ من ذلك ، أن توزيع الحرارة أو غير متساوٍ يمكن أن يؤدي إلى فشل خطير - فقدان السعة ، أو الهرب الحراري ، أو حتى مخاطر الحريق.
ما هو نظام تبريد البطارية الأفضل للسيارات الكهربائية؟
إدارة البطارية الحراريةلا يزال موضوعًا ساخنًا في أبحاث EV - وهنا في Guchen ، نقوم باستمرار بتحسين أنظمتنا لمساعدتك في الحصول على أداء أكثر أمانًا وأكثر كفاءة.
يوجد حاليًا أربع طرق تبريد البطارية الرئيسية:
1. تغيير الطور تبريد المواد (PCM)
2. تبريد بالوعة الحرارة
3. تبريد الهواء
4. التبريد السائل (مباشر وغير مباشر)
1. تبريد مواد تغيير الطور (PCM)
عن طريق التغيير من المواد الصلبة إلى السائلة ، تمتص مواد التحول في الطور الطاقة الحرارية. تحت عملية تغيير الطور ، يمكن أن تمتص المادة الكثير من الحرارة بدرجة حرارة منخفضة.
المزايا: قادرة على تلبية احتياجات تبريد البطارية.
عيوب:
• تغيير مستوى الصوت أثناء تغيير الطور كبير ، مما يحد من تطبيقه.
• يمكن أن تمتص الحرارة فقط ولكن لا يمكنها إجراءها بعيدًا ، وبالتالي فإن تأثير التبريد العام ليس جيدًا مثل الأنظمة الأخرى.
• مناسبة لبناء أنظمة التحكم في درجة حرارة ، ولكن ليس لتبريد بطارية السيارات.
2. تبريد بالوعة الحرارةمن خلال مساحة السطح الأكبر ، يحسن بالوعة الحرارة معدل انتقال الحرارة. من حزمة البطارية إلى الجهاز الحراري ، يتم نقل الحرارة أولاً إلى الهواء.
المزايا: الموصلية الحرارية العالية وقدرتها على توفير مساعدة تبديد حرارة فعالة هنا.
عيوب:
• عادة ما تستخدم في سيارات محرك الاحتراق الداخلي ، تم التخلص منه تدريجيا في السيارات الكهربائية
• يضيف وزنًا لا داعي له إلى حزمة البطارية وليس الأمثل للسيارات الكهربائية.
3. تبريد الهواءيستخدم تبريد الهواء مبدأ الحمل الحراري لإزالة الحرارة من حزمة البطارية. يتدفق الهواء فوق سطح البطارية ويزيل الحرارة المنبعثة من البطارية.
المزايا: هيكل بسيط وسهل التنفيذ.
العيوب: • كفاءة التبريد المنخفضة وأكثر بدائية من التبريد السائل.
• سوء السلامة في بيئات درجة الحرارة العالية.
• استخدمت السيارات الكهربائية المبكرة (مثل نيسان ليف) أنظمة تبريد الهواء ، ولكن بسبب مشكلات السلامة ، تحولت معظم شركات السيارات إلى التبريد السائل.
4. التبريد السائل (التبريد المباشر والتبريد غير المباشر)الموصلية الحرارية والقدرة الحرارية للمبردات السائلة أعلى بكثير من تلك الموجودة في الهواء ، لذلك يكون لها تأثيرات تبريد أفضل ، والهياكل الأكثر إحكاما ، وطرق تخطيط أكثر ملاءمة.
المزايا:
• تأثير التبريد هو الأفضل ويمكنه الحفاظ على درجة حرارة البطارية ضمن النطاق المناسب.
• الهيكل مضغوط وسهل الاندماج. عيوب:
• هناك خطر من تسرب سائل التبريد ، ويجب إيلاء اهتمام خاص للختم.
• يجب أن يتوافق معالجة المبرد لمتطلبات حماية البيئة. على سبيل المثال ، قد يؤدي التعامل غير السليم لإيثيلين جليكول إلى تلويث البيئة.
• حاليًا ، تستخدم العلامات التجارية مثل Tesla و Jaguar و BMW أنظمة التبريد السائل.
دراسة مقارنة لطرق تبريد المركبات الكهربائية
• يستهلك نظام تبريد الهواء 2-3 مرات طاقة أكثر من الطرق الأخرى.
• التبريد السائل غير المباشر لديه أدنى ارتفاع في درجة الحرارة وأفضل التحكم في اختلاف درجة الحرارة.
• يضيف التبريد بالوعة الحرارية وزنًا إضافيًا بنسبة 40 ٪ إلى خلية البطارية ، مما يحد من تطبيقه في السيارات الكهربائية.
• التبريد السائل غير المباشر أكثر جدوى من التبريد السائل المباشر ، على الرغم من أن كفاءة التبريد أقل قليلاً.
العوامل الرئيسية التي تحدد أداء أنظمة تبريد البطارية تشمل ما يلي:• نطاق درجة الحرارة والتوحيد
• كفاءة الطاقة
• الحجم والوزن
• سهولة الاستخدام (التثبيت والصيانة)
متطلبات المبردات السائلة
تبريد سائل غير مباشر• على غرار أنظمة تبريد محرك الاحتراق الداخلي التقليدي ، يتم تعميم سائل سائل من خلال الأنابيب المعدنية لتبديد الحرارة.
• هناك حاجة إلى إضافات مضادة للتآكل لحماية الأنابيب المعدنية والحشيات والموصلات والمشعات وما إلى ذلك في نظام التبريد.
تبريد سائل مباشر• البطاريات المبردة مباشرة على اتصال مباشر مع سائل التبريد ، لذلك مطلوب سائل تبريد مع انخفاض الموصلية أو بدون موصلية.
• لا يزال في مرحلة البحث والتطوير ولم يتم اعتماده بعد في النماذج المنتجة.
• يمكن استخدام المبردات غير المعتمدة على الماء أو المبردات غير القائمة على الملح في المستقبل لتقليل الموصلية وتحسين السلامة.
التطوير المستقبلي لـ BTMS للسيارات الكهربائية
أصبح عمر البطارية الأطول والمزيد من إنتاج الطاقة أكثر في الطلب مع تطور السيارات الكهربائية. يجب أن يتبدد نظام الإدارة الحرارية للبطارية الحرارة بشكل أكثر فعالية لتلبية معدلات الشحن والتفريغ بشكل أسرع وارتفاع توليد الحرارة ، وبالتالي تلبية هذه الحاجة. نظرًا لأن تقنية Guchen تتكرر باستمرار وتطويرها ،
BTMSسوف تنمو في مسار أكثر ذكاءً واستدامة وفعالة.
في الوقت الحاضر ، يعد التبريد السائل الطريقة الأكثر فعالية وعملية لتبريد البطاريات ، وستزيد الابتكارات المستقبلية في تكنولوجيا البطاريات والمبردات من سلامة السيارات الكهربائية.
