Gerenciamento térmico para bateria EV
O novo veículo energético é um projeto apoiado pela China. Desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos. Toda a tecnologia do veículo e a tecnologia das peças do veículo elétrico também são constantemente inovadas, e novas tecnologias e processos são constantemente introduzidos. No campo da dissipação de calor, o ponto-chave da dissipação de calor dos veículos elétricos está na dissipação de calor das baterias e controladores. Fazer um bom trabalho no projeto térmico dessas duas peças também é uma garantia necessária para o funcionamento estável dos veículos elétricos.
A operação segura das baterias depende muito da temperatura ambiente. A temperatura de trabalho das baterias de lítio é de 0-50 graus e a temperatura ideal de trabalho é de 20-40 graus. Se a temperatura exceder 50 graus, o acúmulo de calor da bateria afetará diretamente a vida útil da bateria. Quando a temperatura da bateria excede 80 graus, pode causar a explosão da bateria. Em 2023. O volume de vendas de veículos elétricos na China chega a 9,4 milhões de unidades. Portanto, para reduzir a ocorrência de acidentes de segurança social, o projeto de gestão térmica das baterias, que são os principais componentes dos veículos elétricos, é particularmente importante.
O sistema de gerenciamento térmico da bateria inclui modos ativos e passivos, e o gerenciamento térmico ativo inclui resfriamento de ar, resfriamento de líquido e resfriamento de refrigerante; O gerenciamento térmico passivo inclui resfriamento natural, resfriamento de tubos de calor e materiais de mudança de fase. A tecnologia de gerenciamento térmico das baterias de lítio inclui principalmente quatro tipos: resfriamento a ar, resfriamento a líquido, resfriamento por tubo de calor e resfriamento por mudança de fase.
O resfriamento a ar usa o ar como transportador de troca de calor para controlar e distribuir a temperatura interna do sistema de bateria de energia. De acordo com os métodos de dissipação de calor e ventilação, o resfriamento do ar pode ser dividido em ventilação serial e ventilação paralela. A tecnologia de resfriamento a ar tem desvantagens como baixa condutividade térmica e efeito de controle deficiente na uniformidade da temperatura da bateria. Devido à tendência de desenvolvimento de alta densidade de energia em baterias de lítio, o resfriamento do ar está gradualmente se tornando difícil atender aos requisitos da tecnologia de gerenciamento térmico.
O resfriamento líquido usa refrigerante como transportador de troca de calor para controlar e distribuir a temperatura interna do sistema de bateria de energia. Este sistema geralmente usa bombas de água e tubulações para completar o fluxo do líquido refrigerante dentro do sistema de bateria. O resfriamento líquido tem vantagens como alta eficiência de resfriamento, alta condutividade térmica e pode melhorar a consistência da temperatura da bateria. No entanto, o vazamento de líquido pode causar curto-circuito na bateria, portanto, são necessários altos requisitos de vedação para o resfriamento a líquido, o que é um problema de segurança no resfriamento a líquido. Ao mesmo tempo, o resfriamento líquido aumentará o peso de todo o sistema de bateria de lítio, o que não contribui para a tendência de leveza das baterias de lítio.
O resfriamento do tubo de calor é um sistema de gerenciamento térmico que utiliza mudança de fase para obter condução de calor. O tubo de calor consiste em uma seção de evaporação, uma seção de isolamento e uma seção de condensação. O meio dentro do duto de ar selado absorverá o calor gerado pela bateria durante a fase de evaporação e, em seguida, transferirá o calor para o ambiente externo através da seção de condensação, conseguindo o efeito de resfriar rapidamente a bateria.
Materiais de mudança de fase são materiais que podem mudar seu estado físico dentro de uma determinada faixa de temperatura. O resfriamento por mudança de fase tem as vantagens de rápida dissipação de calor, uniformidade de alta temperatura e isolamento de baixa temperatura. Também pode melhorar as propriedades físicas e químicas combinando materiais de mudança de fase com outros materiais de acordo com o tipo de material de mudança de fase. O uso de materiais de mudança de fase para resfriamento pode reduzir o espaço ocupado pelo sistema de bateria sem consumir energia adicional da bateria. Mas também existem desvantagens, como baixa condutividade térmica e fácil vazamento. Se o resfriamento por mudança de fase for combinado com outros métodos de gerenciamento térmico para dissipar oportunamente o calor absorvido pelos materiais de mudança de fase para o ambiente externo, o efeito de resfriamento dos materiais de mudança de fase poderá ser utilizado de forma sustentável.
Atualmente, na iteração dos veículos elétricos, a inovação tecnológica na gestão térmica das baterias é sempre colocada numa posição muito importante. No futuro, os sistemas de gestão térmica de baterias de veículos eléctricos irão avançar continuamente em múltiplos aspectos, incluindo a melhoria da eficiência, a redução de custos e o aumento da inteligência.
