Modul litijeve baterije je sestavljen predvsem iz baterij in prosto kombiniranih monomerov za hlajenje in odvajanje toplote. Razmerje med njima se dopolnjuje. Baterija je odgovorna za napajanje novega energetskega vozila, hladilna enota pa lahko obvladuje toploto, ki jo baterija ustvarja med delovanjem. Različne metode odvajanja toplote imajo različne medije za odvajanje toplote.
Če je temperatura okoli baterije previsoka, bodo ti materiali uporabili toplotno prevodno silikonsko tesnilo kot pot za prenos toplote, gladko vstopili v hladilno cev in nato absorbirali toploto z neposrednim ali posrednim stikom z eno samo baterijo. Glavna prednost te metode je, da ima veliko kontaktno površino z baterijskimi celicami in lahko enakomerno absorbira toploto.
Metoda hlajenja z zrakom je prav tako pogosta metoda hlajenja baterije.PTC grelec zraka) Kot že ime pove, ta metoda uporablja zrak kot hladilni medij. Oblikovalci vozil z novo energijo bodo poleg baterijskih modulov namestili hladilne ventilatorje. Za povečanje pretoka zraka so poleg baterijskih modulov dodane tudi odprtine za prezračevanje. Zaradi konvekcije zraka lahko litijeva baterija vozila z novo energijo hitro odvaja toploto in vzdržuje stabilno temperaturo. Prednost te metode je, da je fleksibilna in lahko odvaja toploto z naravno konvekcijo ali s prisilnim odvajanjem toplote. Če pa je kapaciteta baterije previsoka, učinek metode zračnega hlajenja ni dober.
Škatlasto prezračevalno hlajenje je nadaljnja izboljšava metode zračnega hlajenja in odvajanja toplote. Poleg nadzora najvišje temperature baterijskega sklopa lahko nadzoruje tudi najnižjo temperaturo baterijskega sklopa, kar v veliki meri zagotavlja normalno delovanje baterije. Vendar pa ta metoda vodi do pomanjkanja enakomernosti temperature v baterijskem sklopu, zaradi česar je nagnjen k neenakomernemu odvajanju toplote. Škatlasto prezračevalno hlajenje krepi hitrost dovoda zraka, usklajuje najvišjo temperaturo baterijskega sklopa in nadzoruje veliko temperaturno razliko. Vendar pa zaradi majhne reže zgornjega dela baterije pri dovodu zraka pretok plina ne izpolnjuje zahtev glede odvajanja toplote in je celotna hitrost pretoka prepočasna. Če se stvari tako nadaljujejo, se toplota, ki se nabira na zgornjem delu baterije pri dovodu zraka, težko odvaja. Tudi če je zgornji del pozneje zarezan, temperaturna razlika med baterijskima sklopoma še vedno presega prednastavljeno območje.
Metoda hlajenja s fazno spremenljivim materialom ima najvišjo tehnološko vrednost, saj lahko fazno spremenljivi material absorbira veliko količino toplote glede na spremembo temperature baterije. Velika prednost te metode je, da porabi manj energije in omogoča razumno uravnavanje temperature baterije. V primerjavi z metodo hlajenja s tekočino fazno spremenljivi material ni koroziven, kar zmanjšuje onesnaževanje medija, ki vpliva na baterijo. Vendar pa vsi novi energetski tramvaji ne morejo uporabljati fazno spremenljivih materialov kot hladilnega medija, saj so stroški izdelave takšnih materialov visoki.
Kar zadeva uporabo, lahko konvekcijsko hlajenje z rebri nadzoruje najvišjo temperaturo in največjo temperaturno razliko baterijskega sklopa v območju od 45 °C do 5 °C. Če pa hitrost vetra okoli baterijskega sklopa doseže prednastavljeno vrednost, hladilni učinek reber zaradi hitrosti vetra ni močan, tako da se temperaturna razlika baterijskega sklopa le malo spremeni.
Hlajenje s toplotnimi cevmi je na novo razvita metoda odvajanja toplote, ki še ni bila uradno uporabljena. Pri tej metodi se delovni medij namesti v toplotno cev, ko se temperatura akumulatorja dvigne, pa se toplota odvaja skozi medij v cevi.
Vidimo lahko, da ima večina metod odvajanja toplote določene omejitve. Če želijo raziskovalci dobro opraviti delo pri odvajanju toplote litijevih baterij, morajo ciljno namestiti naprave za odvajanje toplote glede na dejansko situacijo, da bi povečali učinek odvajanja toplote in zagotovili normalno delovanje litijeve baterije.
✦Rešitev za okvaro hladilnega sistema vozil z novimi energetskimi viri
Najprej sta življenjska doba in zmogljivost vozil z novo energijo neposredno sorazmerni z življenjsko dobo in zmogljivostjo litijevih baterij. Raziskovalci lahko dobro opravijo delo pri upravljanju toplote glede na značilnosti litijevih baterij. Ker se sistemi za odvajanje toplote, ki jih uporabljajo vozila z novo energijo različnih znamk in modelov, precej razlikujejo, morajo raziskovalci pri optimizaciji sistema za upravljanje toplote izbrati ustrezno metodo odvajanja toplote glede na njihove značilnosti delovanja, da bi kar najbolje izkoristili učinek sistema za odvajanje toplote vozil z novo energijo. Na primer, pri uporabi metode tekočega hlajenja (PTC grelec hladilne tekočine), lahko raziskovalci uporabijo etilen glikol kot glavni medij za odvajanje toplote. Vendar pa morajo raziskovalci, da bi odpravili slabosti metod tekočega hlajenja in odvajanja toplote ter preprečili puščanje etilen glikola in onesnaževanje baterije, kot zaščitni material za litijeve baterije uporabiti nerjaveče lupinske materiale. Poleg tega morajo raziskovalci dobro tesniti, da zmanjšajo verjetnost puščanja etilen glikola.
Drugič, doseg vozil z novo energijo se povečuje, zmogljivost in moč litijevih baterij sta se močno izboljšali, hkrati pa se proizvaja vedno več toplote. Če se bo še naprej uporabljala tradicionalna metoda odvajanja toplote, se bo učinek odvajanja toplote močno zmanjšal. Zato morajo raziskovalci slediti času, nenehno razvijati nove tehnologije in izbirati nove materiale za izboljšanje delovanja hladilnega sistema. Poleg tega lahko raziskovalci kombinirajo različne metode odvajanja toplote, da bi razširili prednosti sistema za odvajanje toplote, tako da je mogoče temperaturo okoli litijeve baterije nadzorovati v ustreznem območju, kar lahko zagotovi neizčrpno energijo za vozila z novo energijo. Na primer, raziskovalci lahko kombinirajo metode zračnega hlajenja in odvajanja toplote na podlagi izbire metod odvajanja toplote s tekočino. Na ta način lahko dve ali tri metode nadomestijo medsebojne pomanjkljivosti in učinkovito izboljšajo delovanje odvajanja toplote vozil z novo energijo.
Nenazadnje mora voznik med vožnjo vozila z novim energetskim pogonom dobro opravljati vsakodnevno vzdrževanje. Pred vožnjo je treba preveriti stanje delovanja vozila in morebitne varnostne napake. Ta metoda pregleda lahko zmanjša tveganje za prometne nesreče in zagotovi varnost vožnje. Po daljši vožnji mora voznik redno pregledovati vozilo, da preveri, ali obstajajo morebitne težave v sistemu krmiljenja električnega pogona in sistemu za odvajanje toplote, da se izogne varnostnim nesrečam med vožnjo vozila z novim energetskim pogonom. Poleg tega mora voznik pred nakupom vozila z novim energetskim pogonom dobro raziskati strukturo pogonskega sistema z litijevo baterijo in sistema za odvajanje toplote vozila z novim energetskim pogonom ter izbrati vozilo z dobrim sistemom za odvajanje toplote. Ker ima ta vrsta vozila dolgo življenjsko dobo in vrhunsko zmogljivost. Hkrati morajo vozniki poznati tudi določeno znanje o vzdrževanju, da se lahko pravočasno spopadejo z nenadnimi okvarami sistema in zmanjšajo izgube.
Čas objave: 25. junij 2023
