Batterie-Wärmemanagement-Technologie

  Als einer der Haupttypen von Fahrzeugen mit neuer Energie steigt auch das Verkaufsvolumen von Elektrofahrzeugen von Jahr zu Jahr. Allerdings werden kurze Reichweiten, lange Ladezeiten und gelegentliche Selbstentzündungs- und Brandunfälle von Elektrofahrzeugen vielfach kritisiert. Angesichts dieser Probleme forderte die Industrie: Erstens sollten wir energisch Batterien mit höherer Energiedichte, schneller Ladung und Entladung und sicherer Verwendung entwickeln; Zweitens: Verbessern Sie die Batteriemanagementtechnologie und -managementmittel, bauen Sie ein wissenschaftlicheres und perfekteres Batteriemanagementsystem auf und geben Sie der Leistung der Batterie ein besseres Spiel.

Derzeit konzentriert sich die Forschung zur Batterie-Thermomanagement-Technologie hauptsächlich darauf, wie die von der Batterie während des Betriebs erzeugte Wärme exportiert werden kann, damit die Batterie im optimalen Temperaturbereich arbeitet. Jetzt sind die Kühlmethoden, die bei reinen Elektrofahrzeugen angewendet werden, hauptsächlich Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Direktkühlung. Gleichzeitig ist die Anwendung von Phasenwechselmaterialien im Batteriethermomanagement auch ein Forschungsschwerpunkt.

Luftkühlung:

Luftkühlung ist die erste eingesetzte Power-Batterie-Kühltechnologie. Entsprechend der Strömungskraft des Windes gibt es zwei Arten von natürlicher Luftkühlung und erzwungener Luftkühlung, während es entsprechend dem Luftkanal des Luftkühlsystems zwei Arten von Serienkühlung und Parallelkühlung gibt. Das Luftkühlsystem hat die Vorteile einer einfacheren Struktur und eines geringeren Energieverbrauchs als Flüssigkeitskühlung und direkte Kühlsysteme. Aufgrund seines Kanallayouts hat es jedoch eine geringe Platznutzung und ist schwer gegen Wasser und Staub zu schützen, sodass es nicht für dicht angeordnete quadratische und Softpack-Batterien geeignet ist. Wenn die Außenlufttemperatur zu hoch oder zu niedrig ist, kann das Wärmemanagementsystem außerdem die Anforderungen nur schwer erfüllen, und die Luftzufuhrkühlung der Klimaanlage ist erforderlich. Daher ist die Kühlleistung des Luftkühlsystems schwierig, die Nutzungsanforderungen zu erfüllen. Es wird allmählich durch Flüssigkeitskühlung und Direktkühlsysteme ersetzt.

Flüssigkeitskühlung:

Flüssigkeitskühlung ist der Kühlmodus mit der besten Gesamtleistung. Die Hauptfaktoren, die einen großen Einfluss auf das Flüssigkeitskühlsystem der Batterie haben, sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Kühlmittels und die Anordnung der Strömungskanäle der Kühlleitung. Die Flüssigkeitskühlung kann je nach Struktur in direkten Kontakt und indirekten Kontakt unterteilt werden.

Der Direktkontakttyp besteht darin, die Batterie in das Kühlmittel einzutauchen, was die Vorteile eines hervorragenden Wärmeaustauscheffekts und einer guten Temperaturgleichmäßigkeit hat, aber der Nachteil ist, dass es hohe Anforderungen an die Dichtungs- und Isolationsleistung innerhalb und außerhalb des Batteriepacks stellt. Der indirekte Kontakttyp besteht darin, einen Strömungskanal in das Batteriepaket zu legen, um das Kühlmittel in dem Strömungskanal fließen zu lassen. Der Vorteil besteht darin, die Anforderungen an die Dicht- und Isolierleistung zu reduzieren. Als Kühlmittel werden daher Wasser, Wasser/Glykol und andere Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität, hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher spezifischer Wärmekapazität verwendet. Auf diese Weise kann die Kühlintensität in einem großen Bereich eingestellt werden, indem die Drehzahl der Umwälzpumpe in einem kleinen Bereich eingestellt wird.

Klimaanlagenkühlung Kühlung:

Direktkühlung, auch Klimaanlagenkühlung genannt, besteht darin, das Kältemittel der Klimaanlage zum Kühlen direkt in das Batteriepaket einzuführen, was gleichbedeutend ist mit der Verwendung der Kühlplatte in dem Batteriepaket als Verdampfer der Klimaanlage System. Die Vorteile des direkten Kühlsystems sind hohe Effizienz, schnelle Reaktion und große Kühlkapazität. Seine Nachteile liegen hauptsächlich darin, dass es stark von der Klimaanlage des Autos abhängig ist. Im Sommer ist die Belastung der Klimaanlage sehr hoch, da Fahrgastraum und Batteriesystem eine leistungsstarke Kühlung benötigen; Da im Winter der Fahrgastraum kontinuierlich beheizt und das Batteriepaket vor dem Abkühlen vorgewärmt werden muss, stellt dies eine große Herausforderung für die Klimaanlage des Fahrzeugs dar.

Phasenwechselmaterialkühlung:

Phasenwechselmaterial bezieht sich auf das Material, das den Materialzustand ändern und latente Wärme unter der Bedingung konstanter Temperatur bereitstellen kann, wie z. B. Paraffin. Das Wärmemanagementverfahren des Phasenwechselmaterials besteht darin, das Phasenwechselmaterial in das Batteriepaket einzubringen und seine hohe latente Phasenwechselwärme zu verwenden, um die während der Batterieentladung erzeugte Wärme zu absorbieren. Da die Temperatur des Phasenwechselmaterials selbst vor Abschluss des Phasenwechsels nahezu unverändert bleibt, kann es die Batterietemperatur stabiler machen. Der größte Vorteil von Phasenwechselmaterialien besteht darin, dass die Struktur und der Betrieb am einfachsten sind. Lediglich die Batterien und Phasenwechselmaterialien müssen sinnvoll im Batteriepack angeordnet werden. Im gesamten Prozess ist kein externer Systemeingriff erforderlich, und die Temperaturgleichmäßigkeit ist ausgezeichnet. Darüber hinaus stammen Phasenwechselmaterialien aus einer Vielzahl von Quellen und sind billig.

Beim Batteriemanagement von Elektrofahrzeugen ist das Thermomanagement eine der Kernkomponenten des Batteriemanagementsystems. Im normalen Betrieb erzeugt die Batterie von Elektrofahrzeugen aufgrund der Ein- und Ausbettung von Lithium-Ionen in der Batterie, des Stromflusses in der Batterie und des Batteriepakets und verschiedener geringfügiger Nebenreaktionen in der Batterie viel Wärme. Wenn diese Wärme nicht so schnell wie möglich abgeleitet und im Akkupack gespeichert wird, steigt die Temperatur des Akkus. Wenn die Zeit zu lang ist oder die Temperatur die zulässige Obergrenze überschreitet, wird die Lebensdauer des Akkus ernsthaft beeinträchtigt , und sogar die Batterie wird kurzgeschlossen und direkt explodiert.