Επί του παρόντος, η παγκόσμια ρύπανση αυξάνεται μέρα με τη μέρα.Οι εκπομπές καυσαερίων από παραδοσιακά οχήματα καυσίμων έχουν επιδεινώσει την ατμοσφαιρική ρύπανση και έχουν αυξήσει τις παγκόσμιες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.Η εξοικονόμηση ενέργειας και η μείωση των εκπομπών έχει γίνει βασικό ζήτημα ανησυχίας για τη διεθνή κοινότητα (HVCH).Τα νέα ενεργειακά οχήματα κατέχουν σχετικά υψηλό μερίδιο στην αγορά αυτοκινήτων λόγω της υψηλής απόδοσης, καθαρής και μη ρυπογόνου ηλεκτρικής ενέργειας.Ως κύρια πηγή ενέργειας των αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της υψηλής ειδικής ενέργειας και της μεγάλης διάρκειας ζωής τους.
Τα ιόντα λιθίου θα δημιουργήσουν πολλή θερμότητα κατά τη διαδικασία εργασίας και εκφόρτισης και αυτή η θερμότητα θα επηρεάσει σοβαρά την απόδοση λειτουργίας και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας ιόντων λιθίου.Η θερμοκρασία λειτουργίας της μπαταρίας λιθίου είναι 0~50 ℃ και η καλύτερη θερμοκρασία εργασίας είναι 20~40 ℃.Η συσσώρευση θερμότητας της μπαταρίας πάνω από 50 ℃ θα επηρεάσει άμεσα τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας υπερβεί τους 80 ℃, η μπαταρία μπορεί να εκραγεί.
Εστιάζοντας στη θερμική διαχείριση των μπαταριών, αυτή η εργασία συνοψίζει τις τεχνολογίες ψύξης και απαγωγής θερμότητας των μπαταριών ιόντων λιθίου σε κατάσταση λειτουργίας, ενσωματώνοντας διάφορες μεθόδους και τεχνολογίες απαγωγής θερμότητας στο εσωτερικό και στο εξωτερικό.Εστιάζοντας στην ψύξη του αέρα, την υγρή ψύξη και την ψύξη αλλαγής φάσης, επιλύονται η τρέχουσα πρόοδος της τεχνολογίας ψύξης μπαταριών και οι τρέχουσες δυσκολίες τεχνικής ανάπτυξης και προτείνονται μελλοντικά ερευνητικά θέματα για τη θερμική διαχείριση των μπαταριών.
Αερόψυξη
Η ψύξη αέρα είναι η διατήρηση της μπαταρίας στο περιβάλλον εργασίας και η ανταλλαγή θερμότητας μέσω του αέρα, κυρίως συμπεριλαμβανομένης της εξαναγκασμένης ψύξης αέρα (Αερόθερμο PTC) και φυσικό άνεμο.Τα πλεονεκτήματα της ψύξης με αέρα είναι το χαμηλό κόστος, η ευρεία προσαρμοστικότητα και η υψηλή ασφάλεια.Ωστόσο, για τα πακέτα μπαταριών ιόντων λιθίου, η ψύξη αέρα έχει χαμηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας και είναι επιρρεπής σε ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας του πακέτου μπαταριών, δηλαδή σε κακή ομοιομορφία θερμοκρασίας.Η ψύξη με αέρα έχει ορισμένους περιορισμούς λόγω της χαμηλής ειδικής θερμοχωρητικότητας, επομένως πρέπει να είναι εφοδιασμένος με άλλες μεθόδους ψύξης ταυτόχρονα.Η ψυκτική επίδραση της ψύξης του αέρα σχετίζεται κυρίως με τη διάταξη της μπαταρίας και την περιοχή επαφής μεταξύ του καναλιού ροής αέρα και της μπαταρίας.Μια παράλληλη δομή συστήματος θερμικής διαχείρισης μπαταρίας αερόψυκτης μπαταρίας βελτιώνει την απόδοση ψύξης του συστήματος αλλάζοντας την κατανομή απόστασης μπαταρίας του πακέτου μπαταριών στο παράλληλο αερόψυκτο σύστημα.
υγρή ψύξη
Η επίδραση του αριθμού των δρομέων και της ταχύτητας ροής στο φαινόμενο ψύξης
Υγρή ψύξη (Ψυκτικό θερμαντήρα PTC) χρησιμοποιείται ευρέως στη διάχυση θερμότητας των μπαταριών αυτοκινήτων λόγω της καλής απόδοσης διάχυσης θερμότητας και της ικανότητας διατήρησης μιας καλής ομοιομορφίας θερμοκρασίας της μπαταρίας.Σε σύγκριση με την ψύξη αέρα, η υγρή ψύξη έχει καλύτερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας.Η υγρή ψύξη επιτυγχάνει τη διάχυση της θερμότητας ρέοντας το ψυκτικό μέσο στα κανάλια γύρω από την μπαταρία ή εμποτίζοντας την μπαταρία στο ψυκτικό μέσο για να αφαιρέσει τη θερμότητα.Η υγρή ψύξη έχει πολλά πλεονεκτήματα όσον αφορά την απόδοση ψύξης και την κατανάλωση ενέργειας και έχει γίνει το κύριο ρεύμα της θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας.Επί του παρόντος, η τεχνολογία υγρής ψύξης χρησιμοποιείται στην αγορά, όπως το Audi A3 και το Tesla Model S. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν την επίδραση της υγρής ψύξης, όπως η επίδραση του σχήματος του σωλήνα υγρής ψύξης, του υλικού, του μέσου ψύξης, του ρυθμού ροής και της πίεσης πτώση στην πρίζα.Λαμβάνοντας ως μεταβλητές τον αριθμό των δρομέων και την αναλογία μήκους προς διάμετρο των δρομέων, μελετήθηκε η επίδραση αυτών των δομικών παραμέτρων στην ψυκτική ικανότητα του συστήματος σε ρυθμό εκφόρτισης 2 C αλλάζοντας τη διάταξη των εισόδων του δρομέα.Καθώς αυξάνεται η αναλογία ύψους, η μέγιστη θερμοκρασία της μπαταρίας ιόντων λιθίου μειώνεται, αλλά ο αριθμός των δρομέων αυξάνεται σε κάποιο βαθμό και η πτώση θερμοκρασίας της μπαταρίας γίνεται επίσης μικρότερη.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-07-2023
