Σήμερα, η παγκόσμια ρύπανση αυξάνεται μέρα με τη μέρα. Οι εκπομπές καυσαερίων από τα 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 έχουν γίνει βασικό ζήτημα ανησυχίας για τη διεθνή κοινότητα.HVCHΤα οχήματα νέας ενέργειας καταλαμβάνουν σχετικά υψηλό μερίδιο στην αγορά αυτοκινήτων λόγω της υψηλής απόδοσης, καθαρής και μη ρυπογόνας ηλεκτρικής τους 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.
Η μπαταρία ιόντων λιθίου παράγει πολλή θερμότητα κατά τη λειτουργία και την εκφόρτιση, η οποία 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 λειτουργίας 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, η παρούσα εργασία συνοψίζει τις τεχνολογίες ψύξης και απαγωγής θερμότητας των μπαταριών ιόντων λιθίου σε λειτουργική κατάσταση, ενσωματώνοντας διάφορες μεθόδους και τεχνολογίες απαγωγής θερμότητας στην εγχώρια και διεθνή αγορά. Εστιάζοντας στην ψύξη με αέρα, την ψύξη με υγρό και την ψύξη με αλλαγή φάσης, διευθετείται η τρέχουσα πρόοδος στην τεχνολογία ψύξης μπαταριών και οι τρέχουσες δυσκολίες τεχνικής ανάπτυξης, και προτείνονται μελλοντικά ερευνητικά θέματα σχετικά με τη θερμική διαχείριση μπαταριών.
Αερόψυξη
Η ψύξη με αέρα έχει ως στόχο να διατηρεί την μπαταρία στο περιβάλλον εργασίας και να ανταλλάσσει θερμότητα μέσω του αέρα, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της ψύξης με εξαναγκασμένο αέρα (...)Θερμαντήρας αέρα PTC) και φυσικός άνεμος. Τα πλεονεκτήματα της ψύξης με αέρα είναι το χαμηλό κόστος, η ευρεία προσαρμοστικότητα και η υψηλή ασφάλεια. Ωστόσο, για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, η ψύξη με αέρα έχει χαμηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας και είναι επιρρεπής σε ανομοιόμορφη κατανομή θερμοκρασίας της μπαταρίας, δηλαδή σε κακή ομοιομορφία θερμοκρασίας. Η ψύξη με αέρα έχει ορισμένους περιορισμούς λόγω της χαμηλής ειδικής θερμοχωρητικότητάς της, επομένως πρέπει να είναι εξοπλισμένη με άλλες μεθόδους ψύξης ταυτόχρονα. Το ψυκτικό αποτέλεσμα της ψύξης με αέρα σχετίζεται κυρίως με τη διάταξη της μπαταρίας και την επιφάνεια επαφής μεταξύ του καναλιού ροής αέρα και της μπαταρίας. Μια παράλληλη δομή συστήματος θερμικής διαχείρισης μπαταρίας με αέρα βελτιώνει την απόδοση ψύξης του συστήματος αλλάζοντας την κατανομή απόστασης της μπαταρίας στο παράλληλο αερόψυκτο σύστημα.
υγρή ψύξη
Η επίδραση του αριθμού των δρομέων και της ταχύτητας ροής στο φαινόμενο ψύξης
Ψύξη με υγρό (Θερμαντήρας ψυκτικού PTC) χρησιμοποιείται ευρέως στην απαγωγή θερμότητας των μπαταριών αυτοκινήτων λόγω της καλής απόδοσης απαγωγής θερμότητας και της ικανότητας διατήρησης καλής ομοιομορφίας θερμοκρασίας της μπαταρίας. Σε σύγκριση με την αερόψυξη, η υγρή ψύξη έχει καλύτερη απόδοση μεταφοράς θερμότητας. Η υγρή ψύξη επιτυγχάνει απαγωγή θερμότητας με τη ροή του ψυκτικού μέσου στα κανάλια γύρω από την μπαταρία ή με την εμβάπτιση της μπαταρίας στο ψυκτικό μέσο για την απομάκρυνση της θερμότητας. Η υγρή ψύξη έχει πολλά πλεονεκτήματα όσον αφορά την απόδοση ψύξης και την κατανάλωση ενέργειας και έχει γίνει η κύρια τάση στη διαχείριση θερμότητας της μπαταρίας. Προς το παρόν, 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, συμπεριλαμβανομένης της επίδρασης του σχήματος του σωλήνα υγρής ψύξης, του υλικού, του ψυκτικού μέσου, του ρυθμού ροής και της πτώσης πίεσης στην έξοδο. Λαμβάνοντας ως μεταβλητές τον αριθμό των δρομέων και την αναλογία μήκους προς διάμετρο των δρομέων, μελετήθηκε η επίδραση αυτών των δομικών παραμέτρων στην ικανότητα ψύξης του συστήματος με ρυθμό εκφόρτισης 2 C αλλάζοντας τη διάταξη των εισόδων των δρομέων. Καθώς αυξάνεται ο λόγος 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: 07 Απριλίου 2023
