Índice
- Por que o gerenciamento térmico da bateria é importante?
- Visão geral de quatro métodos de resfriamento
- Resfriamento do material de mudança de fase (PCM)
- Resfriamento do dissipador de calor
- Resfriamento de ar
- Resfriamento líquido (resfriamento direto e indireto)
- Comparação: Qual sistema de refrigeração é o mais eficaz?
- Requisitos de refrigerante para diferentes sistemas de refrigeração
Sistema de gerenciamento térmico da bateria EV
Importância do sistema de resfriamento de bateria
Os avanços na tecnologia de bateria aumentaram a produção de energia e a frequência de carregamento reduzida nos VEs. No entanto, um desafio crítico de segurança persiste: projetar um sistema de refrigeração eficaz para baterias de EV.
Durante a alta, o calor aumenta - e taxas de descarga mais altas geram ainda mais calor.
A operação da bateria depende de diferenciais de tensão. As temperaturas elevadas excitam elétrons internos, diminuindo o espaço de tensão entre os terminais.
Como as baterias funcionam apenas dentro de uma faixa térmica estreita, um bem projetadosistema de resfriamento da bateria do carroé essencial para manter o desempenho ideal. O sistema deve manter a bateria entre 20 e 40 ° C, garantindo que as variações de temperatura interna permaneçam dentro de 5 ° C.
As diferenças excessivas de temperatura interrompem o balanço celular, levando a taxas de carga inconsistentes / de descarga e degradação acelerada. Pior, a distribuição de calor de superaquecimento ou desigual pode desencadear falhas perigosas - perda de capacidade, fuga térmica ou até riscos de incêndio.
Qual sistema de resfriamento de bateria é melhor para veículos elétricos?
Gerenciamento térmico da bateriaAinda é um tópico quente na pesquisa de VE - e aqui na Guchen, estamos constantemente melhorando nossos sistemas para ajudá -lo a ficar mais seguro e eficiente.
Atualmente, existem quatro métodos principais de resfriamento de bateria:
1. Resfriamento do material de mudança de fase (PCM)
2. Resfriamento do dissipador de calor
3. Resfriamento de ar
4. Resfriamento líquido (direto e indireto)
1. Material de mudança de fase (PCM) de resfriamento
Alterando de sólido para líquido, os materiais de mudança de fase absorvem a energia térmica. No processo de mudança de fase, o material pode absorver muito calor com uma temperatura baixa.
Vantagens: capaz de atender às necessidades de resfriamento da bateria.
Desvantagens:
• A mudança de volume durante a mudança de fase é grande, o que limita sua aplicação.
• Ele só pode absorver o calor, mas não pode conduzi -lo efetivamente, portanto, o efeito geral de resfriamento não é tão bom quanto outros sistemas.
• Adequado para sistemas de controle de temperatura de construção, mas não para o resfriamento de bateria automotiva.
2. Resfriamento do dissipador de calorAtravés da área de superfície maior, o dissipador de calor melhora a taxa de transmissão de calor. Da bateria para o dissipador de calor, o calor é transferido primeiro convectivamente para o ar.
Vantagens: sua alta condutividade térmica e capacidade de fornecer ajuda eficiente sobre dissipação de calor aqui.
Desvantagens:
• Geralmente usado em automóveis de mecanismo de combustão interna, ele foi progressivamente eliminado em veículos elétricos
• Ele adiciona peso desnecessário à bateria e não é ideal para veículos elétricos.
3. Resfriamento de arO resfriamento de ar usa o princípio da convecção para remover o calor da bateria. O ar flui sobre a superfície da bateria e remove o calor emitido pela bateria.
Vantagens: estrutura simples e fácil de implementar.
Desvantagens: • baixa eficiência de resfriamento e mais primitivo que o resfriamento líquido.
• pouca segurança em ambientes de alta temperatura.
• Veículos elétricos iniciais (como a Nissan Leaf) usaram sistemas de resfriamento de ar, mas devido a problemas de segurança, a maioria das empresas de automóveis se transformou em resfriamento líquido.
4. Resfriamento líquido (resfriamento direto e resfriamento indireto)A condutividade térmica e a capacidade de calor dos refrigerantes líquidos são muito maiores que os do ar, portanto, eles têm melhores efeitos de resfriamento, estruturas mais compactas e métodos de layout mais convenientes.
Vantagens:
• O efeito de resfriamento é o melhor e pode manter a temperatura da bateria dentro do intervalo apropriado.
• A estrutura é compacta e fácil de integrar. Desvantagens:
• Existe um risco de vazamento de líquido de arrefecimento, e deve ser dada atenção especial à vedação.
• O manuseio do líquido de refrigerante deve cumprir os requisitos de proteção ambiental. Por exemplo, o manuseio inadequado de etileno glicol pode poluir o meio ambiente.
• Atualmente, marcas como Tesla, Jaguar e BMW usam sistemas de refrigeração líquida.
Estudo comparativo de métodos de resfriamento de veículos elétricos
• O sistema de resfriamento de ar consome 2-3 vezes mais energia do que outros métodos.
• O resfriamento líquido indireto tem o menor aumento máximo da temperatura e o melhor controle da diferença de temperatura.
• O resfriamento do dissipador de calor adiciona 40% de peso extra à célula da bateria, limitando sua aplicação em veículos elétricos.
• O resfriamento líquido indireto é mais viável que o resfriamento líquido direto, embora a eficiência de resfriamento seja ligeiramente menor.
Os principais fatores que determinam o desempenho dos sistemas de resfriamento de bateria incluem:• Faixa de temperatura e uniformidade
• Eficiência energética
• Tamanho e peso
• Facilidade de uso (instalação e manutenção)
Requisitos para refrigerantes líquidos
Resfriamento líquido indireto• Semelhante aos sistemas tradicionais de resfriamento do motor de combustão interna, o líquido refrigerante circula através de tubos de metal para dissipar o calor.
• Os aditivos anticorrosão são necessários para proteger tubos de metal, juntas, conectores, radiadores etc. no sistema de refrigeração.
Resfriamento líquido direto• As baterias diretamente resfriadas estão em contato direto com o líquido de arrefecimento; portanto, é necessário um líquido de arrefecimento com baixa ou nenhuma condutividade.
• Ainda está no estágio de pesquisa e desenvolvimento e ainda não foi adotado em modelos produzidos em massa.
• Água desionizada ou refrigerantes à base de sal podem ser usados no futuro para reduzir a condutividade e melhorar a segurança.
Desenvolvimento futuro de BTMs para veículos elétricos
A vida útil mais longa da bateria e mais potência estão se tornando mais procuradas à medida que os carros elétricos evoluem. O sistema de gerenciamento térmico da bateria deve dissipar o calor de maneira mais eficaz para satisfazer taxas de carregamento e descarga mais rápidas e maior geração de calor, atendendo a essa necessidade. Como a tecnologia Guchen é constantemente iterada e desenvolvida,
Btmscrescerá em um caminho mais inteligente, sustentável e eficiente.
Atualmente, o resfriamento líquido é a maneira mais eficaz e prática de resfriar as baterias, e futuras inovações na tecnologia e refrigerantes aumentarão ainda mais a segurança dos veículos elétricos.
