Table des matières
- Pourquoi la gestion thermique de la batterie est-elle importante?
- Aperçu de quatre méthodes de refroidissement
- Refroidissement du matériau de changement de phase (PCM)
- Refroidissement du dissipateur de chaleur
- Refroidissement de l'air
- Refroidissement liquide (refroidissement direct et indirect)
- Comparaison: Quel système de refroidissement est le plus efficace?
- Exigences de liquide de refroidissement pour différents systèmes de refroidissement
Système de gestion thermique de la batterie EV
Importance du système de refroidissement de la batterie
Les progrès de la technologie des batteries ont augmenté la puissance de sortie et réduit la fréquence de charge dans les véhicules électriques. Pourtant, un défi de sécurité critique persiste: la conception d'un système de refroidissement efficace pour les batteries EV.
Pendant la décharge, la chaleur s'accumule - et les taux de décharge plus élevés génèrent encore plus de chaleur.
Le fonctionnement de la batterie repose sur des écarts de tension. Les températures élevées excitent les électrons internes, diminuant l'écart de tension entre les bornes.
Puisque les batteries ne fonctionnent que dans une plage thermique étroite, unSystème de refroidissement par batterie de voitureest essentiel pour maintenir des performances optimales. Le système doit conserver la batterie entre 20 et 40 ° C tout en garantissant que les variations de température internes restent à moins de 5 ° C.
Les différences de température excessives perturbent l'équilibre cellulaire, conduisant à des taux de décharge incohérents / et à une dégradation accélérée. Pire, une surchauffe ou une distribution de chaleur inégale peut déclencher des échecs dangereux: perte de capacité, émail thermique ou même risques d'incendie.
Quel système de refroidissement par batterie convient le mieux aux véhicules électriques?
Gestion thermique de la batterieest toujours un sujet brûlant dans la recherche EV - et ici à Guchen, nous améliorons constamment nos systèmes pour vous aider à obtenir des performances plus sûres et plus efficaces.
Il existe actuellement quatre méthodes de refroidissement de la batterie principales:
1. Changement de phase refroidissement du matériau (PCM)
2. refroidissement du dissipateur de chaleur
3. Refroidissement à l'air
4. refroidissement liquide (direct et indirect)
1. Filtration du matériau de changement de phase (PCM)
En passant du solide au liquide, les matériaux de décalage de phase absorbent l'énergie thermique. Dans le cadre du processus de changement de phase, le matériau peut absorber beaucoup de chaleur à basse température.
Avantages: Capable de répondre aux besoins de refroidissement par batterie.
Inconvénients:
• Le changement de volume pendant le changement de phase est important, ce qui limite son application.
• Il ne peut qu'absorber la chaleur mais ne peut pas le conduire efficacement, donc l'effet de refroidissement global n'est pas aussi bon que d'autres systèmes.
• Convient pour le bâtiment des systèmes de contrôle de la température, mais pas pour le refroidissement de la batterie automobile.
2. refroidissement du dissipateur de chaleurGrâce à une surface plus grande, le dissipateur de chaleur améliore le taux de transmission thermique. De la batterie au dissipateur de chaleur, la chaleur est transférée d'abord convective dans l'air.
Avantages: sa conductivité thermique élevée et sa capacité à fournir une dissipation de chaleur efficace aident ici.
Inconvénients:
• Habituellement utilisé dans les automobiles de moteur à combustion interne, il a été progressivement éliminé dans les véhicules électriques
• Il ajoute du poids inutile à la batterie et n'est pas optimal pour les véhicules électriques.
3. Refroidissement à l'airLe refroidissement à l'air utilise le principe de convection pour éliminer la chaleur de la batterie. L'air s'écoule sur la surface de la batterie et élimine la chaleur émise par la batterie.
Avantages: structure simple et facile à mettre en œuvre.
Inconvénients: • Efficacité de refroidissement faible et plus primitive que le refroidissement liquide.
• Mauvaise sécurité dans des environnements à haute température.
• Les premiers véhicules électriques (comme Nissan Leaf) ont utilisé des systèmes de refroidissement par air, mais en raison de problèmes de sécurité, la plupart des entreprises automobiles se sont tournées vers le refroidissement des liquides.
4. refroidissement liquide (refroidissement direct et refroidissement indirect)La conductivité thermique et la capacité thermique des refroidissements liquides sont beaucoup plus élevées que celles de l'air, ils ont donc de meilleurs effets de refroidissement, des structures plus compactes et des méthodes de disposition plus pratiques.
Avantages:
• L'effet de refroidissement est le meilleur et peut maintenir la température de la batterie dans la plage appropriée.
• La structure est compacte et facile à intégrer. Inconvénients:
• Il y a un risque de fuite de liquide de refroidissement et une attention particulière devrait être accordée à la scellage.
• La manipulation du liquide de refroidissement doit être conforme aux exigences de protection de l'environnement. Par exemple, une mauvaise manipulation de l'éthylène glycol peut polluer l'environnement.
• Actuellement, des marques telles que Tesla, Jaguar et BMW utilisent toutes des systèmes de refroidissement liquide.
Étude comparative des méthodes de refroidissement des véhicules électriques
• Le système de refroidissement par air consomme 2 à 3 fois plus d'énergie que les autres méthodes.
• Le refroidissement du liquide indirect a la plus faible augmentation de température maximale et le meilleur contrôle de la différence de température.
• Le refroidissement du dissipateur de chaleur ajoute 40% de poids supplémentaire à la cellule de la batterie, ce qui limite son application dans les véhicules électriques.
• Le refroidissement du liquide indirect est plus faisable que le refroidissement direct du liquide, bien que l'efficacité de refroidissement soit légèrement inférieure.
Les facteurs clés qui déterminent les performances des systèmes de refroidissement par batterie comprennent:• Plage de températures et uniformité
• Efficacité énergétique
• Taille et poids
• Facilité d'utilisation (installation et maintenance)
Exigences pour les liquides liquides
Refroidissement liquide indirect• Semblable aux systèmes traditionnels de refroidissement du moteur à combustion interne, le liquide de liquide est diffusé à travers des tuyaux métalliques pour dissiper la chaleur.
• Des additifs anti-corrosion sont nécessaires pour protéger les tuyaux en métal, les joints, les connecteurs, les radiateurs, etc. dans le système de refroidissement.
Refroidissement liquide direct• Les piles refroidies directement sont en contact direct avec le liquide de refroidissement, donc un liquide de refroidissement avec une conductivité faible ou sans conductivité est nécessaire.
• Il est toujours au stade de la recherche et du développement et n'a pas encore été adopté dans des modèles produits en masse.
• L'eau déionisée ou les liquides de refroidissement non à base de sel peuvent être utilisés à l'avenir pour réduire la conductivité et améliorer la sécurité.
Développement futur de BTMS pour les véhicules électriques
La durée de vie de la batterie plus longue et plus de puissance deviennent de plus en plus demandées à mesure que les voitures électriques évoluent. Le système de gestion thermique de la batterie doit dissiper la chaleur plus efficacement pour satisfaire les taux de charge et de décharge plus rapides et une génération de chaleur plus élevée, répondant ainsi à ce besoin. Comme la technologie Guchen est constamment itérée et développée,
BTMSse développera dans un chemin plus intelligent, durable et efficace.
À l'heure actuelle, le refroidissement liquide est le moyen le plus efficace et le plus pratique de refroidir les batteries, et les innovations futures dans la technologie des batteries et les liquides de refroidissement amélioreront encore la sécurité des véhicules électriques.
