목차
- 배터리 열 관리가 중요한 이유는 무엇입니까?
- 4 가지 냉각 방법의 개요
- 위상 변화 재료 (PCM) 냉각
- 방열판 냉각
- 공기 냉각
- 액체 냉각 (직접 및 간접 냉각)
- 비교 : 어떤 냉각 시스템이 가장 효과적입니까?
- 다양한 냉각 시스템에 대한 냉각수 요구 사항
EV 배터리 열 관리 시스템
배터리 냉각 시스템의 중요성
배터리 기술의 발전으로 인해 전력 출력이 증가하고 EV의 충전 주파수가 줄어 듭니다. 그러나 Critical Safety Challenge는 지속됩니다 : EV 배터리를위한 효과적인 냉각 시스템 설계.
배출 중에 열이 늘어나고 배출 속도가 높아지면 더 많은 열이 발생합니다.
배터리 작동은 전압 차동에 의존합니다. 온도가 상승하면 내부 전자가 흥분하여 터미널 사이의 전압 간격이 감소합니다.
배터리는 좁은 열 범위 내에서만 작동하기 때문에 잘 엔지니어링됩니다.자동차 배터리 냉각 시스템최적의 성능을 유지하려면 필수적입니다. 내부 온도 변화가 5 ° C 이내에 유지되는 동안 시스템은 배터리 팩을 20-40 ° C 사이로 유지해야합니다.
과도한 온도 차이는 세포 균형을 방해하여 일관성이없는 전하 / 배출 속도와 가속화 저하로 이어집니다. 더 나쁜 것은, 과열 또는 불균일 한 열 분포는 위험한 고장과 같은 위험 손실, 열 런 어웨이 또는 화재 위험을 유발할 수 있습니다.
전기 자동차에 가장 적합한 배터리 냉각 시스템은 무엇입니까?
배터리 열 관리EV Research에서 여전히 인기있는 주제이며 Guchen에서는 더 안전하고 효율적인 성능을 얻을 수 있도록 시스템을 지속적으로 개선하고 있습니다.
현재 네 가지 주요 배터리 냉각 방법이 있습니다.
1. 위상 교체 재료 냉각 (PCM)
2. 방열판 냉각
3. 공기 냉각
4. 액체 냉각 (직접 및 간접)
1. 위상 변화 재료 (PCM) 냉각
고체에서 액체로 변경함으로써, 상 이동 물질은 열 에너지를 흡수한다. 위상 변화 공정에서, 재료는 저온으로 많은 열을 흡수 할 수 있습니다.
장점 : 배터리 냉각 요구를 충족시킬 수 있습니다.
단점 :
• 위상 변화 중 볼륨 변화가 크기 때문에 적용을 제한합니다.
• 열을 흡수 할 수는 있지만 효과적으로 열을 흡수 할 수 없으므로 전체 냉각 효과는 다른 시스템만큼 좋지 않습니다.
• 건물 온도 제어 시스템에 적합하지만 자동차 배터리 냉각에는 적합하지 않습니다.
2. 방열판 냉각더 큰 표면적을 통해 방열판은 열 전달 속도를 향상시킵니다. 배터리 팩에서 방열판까지, 열은 먼저 공기로 대량으로 전달됩니다.
장점 : 열전도율이 높고 효율적인 열 소산을 제공하는 능력이 여기에서 도움이됩니다.
단점 :
• 일반적으로 내연 엔진 자동차에서 사용되며 전기 자동차에서 점차 제거되었습니다.
• 배터리 팩에 불필요한 무게를 더하고 전기 자동차에는 최적이 아닙니다.
3. 공기 냉각공기 냉각은 대류 원리를 사용하여 배터리 팩에서 열을 제거합니다. 공기는 배터리 표면 위로 흐르고 배터리로 방출되는 열을 제거합니다.
장점 : 간단한 구조와 구현하기 쉬운.
단점 : • 액체 냉각보다 낮은 냉각 효율과 더 원시.
• 고온 환경에서 안전이 좋지 않습니다.
• 초기 전기 자동차 (예 : Nissan Leaf)는 공기 냉각 시스템을 사용했지만 안전 문제로 인해 대부분의 자동차 회사는 액체 냉각으로 전환했습니다.
4. 액체 냉각 (직접 냉각 및 간접 냉각)액체 냉각제의 열전도율과 열 용량은 공기보다 훨씬 높으므로 냉각 효과가 향상되고 더 컴팩트 한 구조 및 더 편리한 레이아웃 방법이 있습니다.
장점 :
• 냉각 효과가 가장 좋으며 배터리 온도를 적절한 범위 내에서 유지할 수 있습니다.
• 구조는 작고 통합하기 쉽습니다. 단점 :
• 냉각수 누출의 위험이 있으며 밀봉에 특별한주의를 기울여야합니다.
• 냉각수 처리는 환경 보호 요구 사항을 준수해야합니다. 예를 들어, 에틸렌 글리콜의 부적절한 취급은 환경을 오염시킬 수 있습니다.
• 현재 Tesla, Jaguar 및 BMW와 같은 브랜드는 모두 액체 냉각 시스템을 사용합니다.
전기 자동차 냉각 방법에 대한 비교 연구
• 공기 냉각 시스템은 다른 방법보다 2-3 배 더 많은 에너지를 소비합니다.
• 간접 액체 냉각은 최대 온도 상승이 가장 낮고 온도 차이를 가장 잘 제어합니다.
• 방열판 냉각은 배터리 셀에 40% 추가 무게를 추가하여 전기 자동차의 적용을 제한합니다.
• 냉각 효율은 약간 낮지 만 간접 액체 냉각은 직접 액체 냉각보다 더 실현 가능합니다.
배터리 냉각 시스템의 성능을 결정하는 주요 요인은 다음과 같습니다.• 온도 범위 및 균일 성
• 에너지 효율
• 크기와 무게
• 사용 편의성 (설치 및 유지 보수)
액체 냉각제에 대한 요구 사항
간접 액체 냉각• 전통적인 내부 연소 엔진 냉각 시스템과 유사하게 액체 냉각수는 금속 파이프를 통해 순환하여 열을 소비합니다.
• 냉각 시스템에서 금속 파이프, 개스킷, 커넥터, 라디에이터 등을 보호하기 위해서는 반응 방지 첨가제가 필요합니다.
직접 액체 냉각• 직접 냉각 된 배터리는 냉각수와 직접 접촉하므로 전도도가 낮거나없는 냉각수가 필요합니다.
• 여전히 연구 개발 단계에 있으며 아직 대량 생산 모델로 채택되지 않았습니다.
• 전도도를 줄이고 안전성을 향상시키기 위해 미래에 탈 이온수 또는 비소 기반 냉각제가 사용될 수 있습니다.
전기 자동차를위한 BTM의 향후 개발
전기 자동차가 발전함에 따라 배터리 수명이 길고 전력 출력이 더 많아지고 있습니다. 배터리 열 관리 시스템은 더 빠른 충전 및 배출 속도와 더 높은 열 발생을 만족시키기 위해 열을보다 효과적으로 소산해야하므로 이러한 요구를 충족시켜야합니다. Guchen 기술이 지속적으로 반복되고 개발되면서
BTMS보다 지능적이고 지속 가능하며 효율적인 경로에서 성장할 것입니다.
현재, 액체 냉각은 배터리를 식히는 가장 효과적이고 실용적인 방법이며, 배터리 기술 및 냉각제의 향후 혁신은 전기 자동차의 안전성을 더욱 향상시킬 것입니다.
