Inhaltsverzeichnis
- Warum ist das thermische Management der Batterie wichtig?
- Überblick über vier Kühlmethoden
- PCM -Kühlung des Phasenwechsels (PCM)
- Kühlkörperkühlung
- Luftkühlung
- Flüssigkühlung (direkte und indirekte Kühlung)
- Vergleich: Welches Kühlsystem ist am effektivsten?
- Kühlmittelanforderungen für verschiedene Kühlsysteme
EV -Batterie -Thermalmanagementsystem
Bedeutung des Batteriekühlsystems
Fortschritte in der Batterie -Technologie haben die Leistung und eine verringerte Ladefrequenz bei EVs erhöht. Eine kritische Sicherheitsherausforderung bleibt jedoch bestehen: Gestaltung eines effektiven Kühlsystems für EV -Batterien.
Während der Entladung baut Wärme auf - und höhere Entladungsraten erzeugen noch mehr Wärme.
Der Batteriebetrieb basiert auf Spannungsdifferentialen. Erhöhte Temperaturen erregen innere Elektronen und verringern den Spannungslücken zwischen den Klemmen.
Da die Batterien nur in einem schmalen thermischen Bereich funktionierenAuto -Batterie -Kühlsystemist wichtig, um eine optimale Leistung aufrechtzuerhalten. Das System muss den Akku zwischen 20 und 40 ° C behalten und gleichzeitig sicherstellen, dass die internen Temperaturschwankungen innerhalb von 5 ° C bleiben.
Übermäßige Temperaturunterschiede stören den Zellguthaben, was zu inkonsistenten Ladung / Entladungsraten und zu einem beschleunigten Abbau führt. Schlimmer noch, Überhitzung oder ungleichmäßige Wärmeverteilung kann gefährliche Ausfälle auslösen - Verlust, thermischer Ausreißer oder sogar Brandgefahren.
Welches Batteriekühlsystem eignet sich am besten für Elektrofahrzeuge?
Thermalmanagement der Batterieist immer noch ein heißes Thema in der EV -Forschung - und hier bei Guchen verbessern wir ständig unsere Systeme, um Ihnen zu helfen, sicherere und effizientere Leistung zu erzielen.
Derzeit gibt es vier Hauptkühlmethoden der Batterie:
1. Phasenwechselmaterialkühlung (PCM)
2. Kühlkörperkühlung
3. Luftkühlung
4. Flüssigkühlung (direkt und indirekt)
1. PCM -Kühlung von Phasenwechsel (PCM)
Durch die Veränderung von Feststoff zu Flüssigkeit absorbieren Phasenverschiebungsmaterialien die thermische Energie. Nach dem Phasenänderungsprozess kann das Material viel Wärme mit niedriger Temperatur aufnehmen.
Vorteile: In der Lage, die Batteriekühlungsbedürfnisse zu erfüllen.
Nachteile:
• Die Volumenänderung während der Phasenänderung ist groß, wodurch die Anwendung einschränkt.
• Es kann nur Wärme absorbieren, kann sie jedoch nicht effektiv abhalten, sodass der Gesamtkühlungseffekt nicht so gut ist wie andere Systeme.
• Geeignet für den Bau von Temperatursteuerungssystemen, jedoch nicht für die Kühlung von Automobilbatterien.
2. KühlkörperkühlungDurch größere Oberfläche verbessert der Kühlkörper die Wärmeübertragungsrate. Vom Akku bis zum Kühlkörper wird die Wärme zunächst konvektiv in die Luft übertragen.
Vorteile: Die hohe thermische Leitfähigkeit und Fähigkeit, eine effiziente Wärmeableitungsabteilung zu gewährleisten.
Nachteile:
• Normalerweise wurde es in Verbrennungsmotoren Automobilen verwendet, und wurde in Elektrofahrzeugen zunehmend beseitigt
• Es fügt dem Akku unnötiges Gewicht hinzu und ist für Elektrofahrzeuge nicht optimal.
3. LuftkühlungDie Luftkühlung verwendet das Konvektionsprinzip, um den Wärme aus dem Akku zu entfernen. Die Luft fließt über die Oberfläche der Batterie und entfernt die von der Batterie emittierte Wärme.
Vorteile: Einfache Struktur und einfach zu implementieren.
Nachteile: • Geringe Kühlungseffizienz und primitiver als flüssige Kühlung.
• Schlechte Sicherheit in Hochtemperaturumgebungen.
• Frühe Elektrofahrzeuge (z. B. Nissan Leaf) verwendeten Luftkühlsysteme, aber aus Sicherheitsproblemen haben sich die meisten Autounternehmen der Flüssigkeitskühlung zugewandt.
4. Flüssigkühlung (direkte Kühlung und indirekte Kühlung)Die thermische Leitfähigkeit und Wärmekapazität von flüssigen Kühlmitteln ist viel höher als die von Luft, sodass sie bessere Kühlungseffekte, kompaktere Strukturen und bequemere Layout -Methoden haben.
Vorteile:
• Der Kühlungseffekt ist der beste und kann die Batterietemperatur im entsprechenden Bereich halten.
• Die Struktur ist kompakt und leicht zu integrieren. Nachteile:
• Es besteht das Risiko von Kühlmittel und Leckage, und es sollte besondere Aufmerksamkeit auf die Versiegelung gelegt werden.
• Die Handhabung des Kühlmittels muss den Anforderungen des Umweltschutzes entsprechen. Beispielsweise kann eine unsachgemäße Behandlung von Ethylenglykol die Umwelt verschmutzen.
• Derzeit verwenden Marken wie Tesla, Jaguar und BMW Flüssigkühlsysteme.
Vergleichende Untersuchung der Kühlmethoden für Elektrofahrzeuge
• Das Luftkühlsystem verbraucht 2-3-mal mehr Energie als andere Methoden.
• Die indirekte Flüssigkühlung hat den niedrigsten maximalen Temperaturanstieg und die beste Kontrolle der Temperaturdifferenz.
• Die Kühlung des Kühlkörpers verleiht der Batteriezelle 40% zusätzliches Gewicht und begrenzt ihre Anwendung in Elektrofahrzeugen.
• Die indirekte Flüssigkühlung ist praktikabler als die direkte Flüssigkeitskühlung, obwohl die Kühlungseffizienz geringfügig niedriger ist.
Die wichtigsten Faktoren, die die Leistung von Batteriekühlungssystemen bestimmen, umfassen:• Temperaturbereich und Gleichmäßigkeit
• Energieeffizienz
• Größe und Gewicht
• Benutzerfreundlichkeit (Installation und Wartung)
Anforderungen für flüssige Kühlmittel
Indirekte Flüssigkeitskühlung• Ähnlich wie bei herkömmlichen Verbrennungsmotorkühlsystemen wird flüssiges Kühlmittel durch Metallrohre zirkuliert, um die Wärme abzulösen.
• Antikorrosionszusatzstoffe sind erforderlich, um Metallrohre, Dichtungen, Anschlüsse, Heizkörper usw. im Kühlsystem zu schützen.
Direkte Flüssigkühlung• Direkt abgekühlte Batterien stehen in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel, sodass ein Kühlmittel mit niedriger oder gar nicht leitender Leitfähigkeit erforderlich ist.
• Es befindet sich noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium und wurde noch nicht in massenproduzierten Modellen übernommen.
• Entionisierte Wasser- oder nicht salzbasierte Kühlmittel können in Zukunft verwendet werden, um die Leitfähigkeit zu verringern und die Sicherheit zu verbessern.
Zukünftige Entwicklung von BTMs für Elektrofahrzeuge
Eine längere Akkulaufzeit und mehr Leistungserbringung werden immer mehr gefragt, wenn sich Elektroautos entwickeln. Das thermische Managementsystem der Batterie muss die Wärme effektiver auflösen, um schnellere Lade- und Entlastungsraten und eine höhere Wärmeerzeugung zu erfüllen, wodurch dieser Bedarf erfüllt wird. Als Guchen -Technologie wird ständig iteriert und entwickelt,
BTMSwird auf einem intelligenteren, nachhaltigeren und effizienteren Weg wachsen.
Gegenwärtig ist die flüssige Kühlung die effektivste und praktischste Möglichkeit, um Batterien zu kühlen, und zukünftige Innovationen in der Batterie -Technologie und der Kühlmittel werden die Sicherheit von Elektrofahrzeugen weiter verbessern.
