Batterie-Wärmemanagement-Technologie
Beim Wärmemanagement handelt es sich um einen Prozess, bei dem Batterien und andere Komponenten Heiz- oder Kühlmethoden nutzen, um die Temperatur und Temperaturdifferenz des Zielobjekts zu regulieren und zu kontrollieren. Zu den Grundprinzipien des Wärmemanagements gehören Wärmeleitung, konvektive Wärmeübertragung oder Wärmestrahlung, die alle mit Temperaturunterschieden verbunden sind. Daher erfordert der Prozess des Wärmemanagements den Energieverbrauch, um einen Temperaturunterschied zwischen dem Zielobjekt und der Außenumgebung zu erzeugen. Seine Anwendungsszenarien sind sehr vielfältig und es wird in Branchen wie Industrie, Kommunikation, Unterhaltungselektronik, Servern, Energiespeicherung, Fahrzeugen mit neuer Energie usw. häufig eingesetzt. Es wirkt sich sehr positiv auf den normalen und stabilen Betrieb der zugehörigen Geräte aus oder elektronische Komponenten. Mit der rasanten Entwicklung verwandter Industrien wird auch die Wärmemanagementbranche zunehmend geschätzt.
Die Bedeutung des Wärmemanagements:
1. Das Wärmemanagement kann Überhitzung und Systemausfälle verhindern. Mit der rasanten Entwicklung von Anwendungsszenarien im Zusammenhang mit dem Wärmemanagement nehmen die Funktionen der zugehörigen Geräte zu und beim Betrieb von Komponenten entsteht eine große Wärmemenge. Übermäßiger Wärmestau kann zu Schäden an elektronischen Bauteilen, verminderter Geräteleistung und sogar zum Zusammenbruch des gesamten Systems führen. Durch die Implementierung angemessener Wärmemanagementmaßnahmen kann die Wärme effektiv abgeführt werden, wodurch sichergestellt wird, dass das System im geeigneten Temperaturbereich arbeitet und die Systemzuverlässigkeit verbessert wird.
2. Durch Wärmemanagement können die Leistung und Lebensdauer von Geräten erheblich gesteigert werden. Am Beispiel der häufig verwendeten Mobiltelefone gibt es aufgrund der kompakten Anordnung des Innenaufbaus der Telefone kaum Lücken zwischen verschiedenen elektronischen Komponenten. Wenn die Wärme des Akkus und des Prozessors nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, wirkt sich dies auf die verschiedenen Temperaturen anderer Komponenten aus und stört dadurch die koordinierte Arbeit verschiedener Hardware, was sich nicht nur auf die Geräteleistung, sondern auch auf die Lebensdauer des Telefons auswirkt.
3. Aus der Perspektive der Notwendigkeit der Sicherheit. Thermomanagementsysteme sind in verwandten Branchen unverzichtbar. Nehmen wir als Beispiel die Energiespeicherbranche: Da die Größe der Energiespeicherstationen zunimmt und die Anzahl und Leistung der Batterien zunimmt, sammelt sich während des Betriebs eine große Wärmemenge an. Wenn keine wirksame und rechtzeitige Wärmeableitung erreicht wird, führt dies zu schwerwiegenden Folgen des thermischen Durchgehens. Daher ist ein effektives Thermomanagement für die Sicherheit von großer Bedeutung.
4. Wärmemanagement kann die Effizienz der Energienutzung verbessern. Bei Fahrzeugen mit neuer Energie können hohe oder niedrige Arbeitsbedingungen die Batterieleistung und damit die Reichweite von Fahrzeugen mit neuer Energie beeinträchtigen. Durch sinnvolle und wirksame Wärmemanagementstrategien können die Arbeitstemperatur auf einem angemessenen Niveau gehalten, der Energieverbrauch gesenkt und die Betriebskosten gesenkt werden.
Arten von Wärmemanagementtechnologien für neue Energiebatterien:
Luftkühlung ist eine gängige und einfache Methode der Wärmeableitung, bei der ein natürlicher Luftstrom oder Ventilatoren genutzt werden, um die vom Kühler aufgenommene Wärme abzuleiten. Es bietet die Vorteile niedriger Kosten, einfacher Installation, Zuverlässigkeit und einfacher Wartung, wird jedoch stark von der Umwelt beeinflusst, und frühe Anwendungen von Elektrofahrzeugen waren häufiger.
Die Flüssigkeitskühlung kann in Kühlplatten-Flüssigkeitskühlung und Immersions-Flüssigkeitskühlung unterteilt werden. Die Kaltplatten-Flüssigkeitskühlung ist eine indirekte Wärmeableitungsmethode, bei der das Kühlmittel in der Kühlplatte zum Wärmeaustausch mit der Batterie genutzt wird, indem es mit der Kühlplatte in Kontakt kommt und Wärme über den Kühlkanal abführt. Die Immersionsflüssigkeitskühlung ist eine Wärmeableitungsmethode, bei der Batteriemodule zum Wärmeaustausch in isolierende Kühlflüssigkeit getaucht werden. Die Flüssigkeitskühlung bietet Vorteile wie eine hohe Wärmeübertragungseffizienz und eine gleichmäßige Wärmeintensität, ist jedoch relativ teuer.
Bei der direkten Kältemittelkühlung wird Kältemittel aus der Fahrzeugklimaanlage verwendet, um das Kältemittel direkt in den Verdampfer in der Batterie zu leiten. Das Kältemittel verdampft im Verdampfer und entzieht dem Batteriesystem effizient die Wärme. Dieses Design ist einfach und leicht zu demontieren, mit geringen Wartungskosten in der späteren Phase. Eine direkte Beheizung ist jedoch nicht möglich und es müssen zusätzliche Heizsysteme hinzugefügt werden.
Phasenwechselmaterialien können in drei Typen unterteilt werden: anorganische Phasenwechselmaterialien, organische Phasenwechselmaterialien und zusammengesetzte Phasenwechselmaterialien. Der Prozess der Wärmeaufnahme und -abgabe bei stabiler Systemtemperatur kann einen annähernd konstanten Temperatureffekt erzielen und wird in vielen Bereichen angewendet. Es hat eine einfache Struktur, eine geringe Masse und große Latentwärmeeigenschaften, aber hohe Wiederbeschaffungskosten und eine schlechte Stabilität.
Mit der Entwicklung verwandter Branchen, der Bedeutung von Energieverbrauch und Sicherheit durch die zuständigen Abteilungen und der Forderung der Kunden nach Stabilität verwandter Produkte wird das Wärmemanagement von Herstellern immer mehr geschätzt. Seine Eigenschaften, die Systemstabilität aufrechtzuerhalten, die Leistung zu steigern, die Sicherheit zu erhöhen und die Kosten zu senken, werden auch von einschlägigen Branchenexperten bevorzugt. Daher werden mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der zugehörigen Materialtechnologie immer mehr Lösungen zum Einsatz kommen und die Anwendungsszenarien des Wärmemanagements weiter erweitert.
