Trenutno se globalno onesnaževanje povečuje iz dneva v dan. Izpušni plini iz vozil na tradicionalna goriva so poslabšali onesnaženost zraka in povečali svetovne emisije toplogrednih plinov. Varčevanje z energijo in zmanjševanje emisij sta postala ključna vprašanja, ki skrbijo mednarodno skupnost.HVCH). Vozila na nova energijska goriva zavzemajo relativno visok delež na avtomobilskem trgu zaradi svoje visoko učinkovite, čiste in neonesnažujoče električne energije. Litij-ionske baterije se kot glavni vir energije za povsem električna vozila pogosto uporabljajo zaradi visoke specifične energije in dolge življenjske dobe.
Litij-ionske baterije med delovanjem in praznjenjem proizvajajo veliko toplote, ki resno vpliva na delovanje in življenjsko dobo litij-ionske baterije. Delovna temperatura litijeve baterije je 0–50 ℃, najboljša delovna temperatura pa je 20–40 ℃. Kopičenje toplote v bateriji nad 50 ℃ neposredno vpliva na življenjsko dobo baterije, in ko temperatura baterije preseže 80 ℃, lahko baterija eksplodira.
Ta članek, ki se osredotoča na toplotno upravljanje baterij, povzema tehnologije hlajenja in odvajanja toplote litij-ionskih baterij v delovnem stanju z integracijo različnih metod in tehnologij odvajanja toplote doma in v tujini. S poudarkom na zračnem hlajenju, hlajenju s tekočino in hlajenju s fazno spremembo je obravnavan trenutni napredek tehnologije hlajenja baterij in trenutne težave tehničnega razvoja ter predlagane so teme za prihodnje raziskave o toplotnem upravljanju baterij.
Zračno hlajenje
Zračno hlajenje je namenjeno ohranjanju baterije v delovnem okolju in izmenjavi toplote skozi zrak, predvsem s prisilnim hlajenjem zraka (PTC grelec zraka) in naravni veter. Prednosti zračnega hlajenja so nizki stroški, široka prilagodljivost in visoka varnost. Vendar pa ima zračno hlajenje pri litij-ionskih baterijskih sklopih nizko učinkovitost prenosa toplote in je nagnjeno k neenakomerni porazdelitvi temperature baterijskega sklopa, torej k slabi enakomernosti temperature. Zračno hlajenje ima zaradi nizke specifične toplotne kapacitete določene omejitve, zato ga je treba hkrati opremiti z drugimi metodami hlajenja. Hladilni učinek zračnega hlajenja je v glavnem povezan z razporeditvijo baterije in kontaktno površino med kanalom za pretok zraka in baterijo. Vzporedna struktura sistema za upravljanje toplote z zračnim hlajenjem baterije izboljša učinkovitost hlajenja sistema s spreminjanjem porazdelitve razmika med baterijami v vzporednem zračno hlajenem sistemu.
tekočinsko hlajenje
Vpliv števila kanalov in hitrosti pretoka na hladilni učinek
Tekoče hlajenje (PTC grelec hladilne tekočine) se pogosto uporablja pri odvajanju toplote avtomobilskih akumulatorjev zaradi dobrega odvajanja toplote in sposobnosti vzdrževanja dobre enakomernosti temperature akumulatorja. V primerjavi z zračnim hlajenjem ima tekoče hlajenje boljšo zmogljivost prenosa toplote. Tekoče hlajenje doseže odvajanje toplote s pretokom hladilnega medija v kanalih okoli akumulatorja ali z namakanjem akumulatorja v hladilnem mediju za odvajanje toplote. Tekoče hlajenje ima številne prednosti glede učinkovitosti hlajenja in porabe energije ter je postalo glavni način toplotnega upravljanja akumulatorjev. Trenutno se tehnologija tekočega hlajenja uporablja na trgu, kot sta Audi A3 in Tesla Model S. Na učinek tekočega hlajenja vpliva veliko dejavnikov, vključno z vplivom oblike cevi za tekoče hlajenje, materiala, hladilnega medija, pretoka in padca tlaka na izhodu. Glede na število kanalov in razmerje med dolžino in premerom kanalov kot spremenljivke je bil preučen vpliv teh strukturnih parametrov na hladilno zmogljivost sistema pri hitrosti praznjenja 2 °C s spreminjanjem razporeditve dovodov kanalov. Z naraščanjem razmerja višine se najvišja temperatura litij-ionske baterije zmanjša, vendar se število tekačev do neke mere poveča, padec temperature baterije pa se prav tako zmanjša.
Čas objave: 7. april 2023
