Các loại hệ thống làm mát bằng pin

Trang Chủ » Các loại hệ thống làm mát bằng pin

Giới thiệu về hệ thống làm mát pin

Hiệu suất làm mát của pin nguồn có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả, tuổi thọ và độ an toàn của pin. Điều này là do pin sinh nhiệt trong quá trình sạc và xả, dẫn đến nhiệt độ tăng lên, ảnh hưởng đến nhiều đặc tính và thông số của pin như nội trở, điện áp, SOC, dung lượng khả dụng, hiệu suất sạc/xả và tuổi thọ của pin. Để đạt được nhiệt độ hoạt động lý tưởng cho pin lithium-ion trong xe điện, hệ thống quản lý nhiệt pin chủ động và thụ động (BTMS) là phương tiện chính giúp các kỹ sư giải quyết vấn đề quá nhiệt và hiệu suất pin kém.

Sự phát triển nhanh chóng của pin năng lượng mới cho phương tiện theo hướng mật độ năng lượng cao và phạm vi hoạt động cao có nghĩa là nhu cầu về nhiệt độ và kiểm soát hệ thống quản lý nhiệt của pin cũng tăng hơn nữa.

Để đạt được sự kiểm soát nhiệt độ tốt hơn, tấm làm mát bằng chất lỏng sẽ dần cải thiện các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng chất lượng, trong khi giá trị và việc sử dụng một chiếc xe duy nhất dự kiến sẽ được nâng cao rất nhiều. Đồng thời, nhu cầu của ngành công nghiệp phương tiện năng lượng mới hạ nguồn đang tăng lên rất nhiều, hệ thống quản lý nhiệt phương tiện năng lượng mới ở hạ nguồn các danh mục và mô hình cụ thể dự kiến sẽ đạt được hiệu quả quy mô sản xuất, tiềm năng tăng trưởng chuỗi cung ứng sản phẩm là rất lớn.

Phương pháp làm mát bộ pin

Có ba phương pháp làm mát chính cho bộ pin xe điện: làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng và làm mát bằng môi chất lạnh trực tiếp.

máy làm lạnh không khí

Hiện tại, phương pháp làm mát chủ đạo vẫn là làm mát bằng không khí, làm mát bằng không khí sử dụng không khí làm môi trường truyền nhiệt.

Có hai loại làm mát không khí phổ biến: 1. Làm mát không khí thụ động, sử dụng trực tiếp không khí bên ngoài để truyền nhiệt; 2. Làm mát không khí chủ động, có thể làm nóng trước hoặc làm mát không khí bên ngoài trước khi vào hệ thống pin. Kiểu làm mát này dễ đạt được và ít tốn kém hơn, nhưng hiệu quả làm mát kém. Các loại xe điện thu nhỏ phổ biến như Hongguang MINI EV, cũng như các loại xe điện bán chạy thời kỳ đầu, đều sử dụng phương pháp làm mát pin này.

Tài liệu tham khảo: QUẢN LÝ NHIỆT ĐỘNG VÀ THỤ ĐỘNG

Làm mát bằng chất lỏng

Làm mát bằng chất lỏng có tác dụng làm mát tốt hơn. So với làm mát bằng không khí, một hệ thống sử dụng chất làm mát làm môi chất có nhiệt dung riêng cao hơn hàng chục lần và hệ số truyền nhiệt cao hơn. Và với nhiệt độ thấp hơn đáng kể và chênh lệch nhiệt độ, bộ pin được cải thiện đáng kể về hiệu quả, độ ổn định và độ bền. Tuy nhiên, làm mát bằng chất lỏng đòi hỏi cao về độ kín của bộ pin và cũng có thể tốn kém hơn.

Môi chất lạnh làm lạnh trực tiếp

Làm mát trực tiếp sử dụng chất làm lạnh làm môi trường truyền nhiệt, hấp thụ một lượng nhiệt lớn trong quá trình thay đổi pha khí-lỏng, tăng hiệu suất truyền nhiệt lên hơn ba lần so với chất lỏng làm lạnh và loại bỏ nhiệt khỏi hệ thống pin hơn. nhanh chóng. Tuy nhiên, hệ thống này là hệ thống bay hơi kép, không có hệ thống sưởi bằng pin, không có bảo vệ ngưng tụ, nhiệt độ môi chất lạnh không dễ kiểm soát và tuổi thọ của hệ thống lạnh kém.

Nếu bạn đang chọn giải pháp làm mát cho pin nguồn của mình, Trumonytechs khuyên bạn nên làm mát bằng chất lỏng như giải pháp ưu tiên của mình. Mặc dù làm mát bằng không khí hiện là phương pháp làm mát chủ đạo, nhưng xu hướng phát triển pin sẽ hướng tới mật độ năng lượng cao hơn và sự an toàn của pin mật độ năng lượng cao cần được đặc biệt chú ý vì các tác động tiêu cực của sự thoát nhiệt sẽ ngày càng trở nên nghiêm trọng.
Các giải pháp làm mát bằng chất lỏng có những ưu điểm độc đáo về khả năng truyền nhiệt, tính nhất quán của quá trình truyền nhiệt, niêm phong GÓI và NVH.
Lý do thứ hai là làm mát bằng chất lỏng đã được sử dụng trong các phương tiện truyền thống từ lâu và có chuỗi cung ứng được thiết lập tốt, đồng thời chi phí của hệ thống pin có thể được kiểm soát hiệu quả khi thiết kế và quy trình ổn định.

Vỏ dung dịch làm mát bằng chất lỏng

Hầu hết các phương tiện sử dụng năng lượng mới chủ đạo hiện nay đều sử dụng các giải pháp làm mát bằng chất lỏng để quản lý nhiệt. Phần sau đây sẽ lấy Tesla làm ví dụ và cung cấp cái nhìn sâu sắc ngắn gọn về cách Tesla thực hiện làm mát ống dẫn nhiệt gói pin của nó.

Tesla sử dụng giải pháp làm mát bằng chất lỏng để quản lý nhiệt của pin, mỗi chiếc Tesla được trang bị một hệ thống quản lý nhiệt độ chu trình chất lỏng đặc biệt và xung quanh mỗi pin. Chất làm mát được sử dụng là hỗn hợp gồm 50% nước và 50% glycol và có màu xanh lục.

Chất làm mát chảy qua các đường ống và cuối cùng được phân tán trong bộ trao đổi nhiệt ở đầu xe để duy trì nhiệt độ cân bằng của ắc quy, do đó ngăn nhiệt độ cao cục bộ ảnh hưởng đến hiệu suất của ắc quy. của Tesla hệ thống quản lý nhiệt pin có thể kiểm soát nhiệt độ của bộ pin đến ±2°C, kiểm soát hiệu quả nhiệt độ của các tấm pin.

Ví dụ, hệ thống làm mát bằng nước của Mô-đun được xây dựng song song để đảm bảo rằng chất làm mát chảy vào từng Mô-đun có nhiệt độ tương tự nhau.

Làm thế nào để giảm độ phức tạp và chi phí sản xuất

Các giải pháp làm mát bằng chất lỏng đang ngày càng trở nên phổ biến trong điện toán hiệu năng cao, chơi game và các ngành khác cần tản nhiệt hiệu quả. Sự phát triển của các giải pháp làm mát bằng chất lỏng liên quan đến việc thiết kế và chế tạo một hệ thống có thể truyền nhiệt hiệu quả từ nguồn sang chất làm mát và tản nhiệt ra bên ngoài hệ thống. Tuy nhiên, có một số thách thức và khó khăn liên quan đến việc phát triển các giải pháp làm mát bằng chất lỏng, sẽ được thảo luận dưới đây:

Độ phức tạp của hệ thống: Hệ thống làm mát bằng chất lỏng phức tạp hơn hệ thống làm mát bằng không khí truyền thống và yêu cầu các bộ phận bổ sung như máy bơm, bộ tản nhiệt, ống dẫn và chất làm mát. Các thành phần bổ sung này làm tăng thêm độ phức tạp cho hệ thống, khiến việc thiết kế và sản xuất trở nên khó khăn hơn.
Nguy cơ rò rỉ: Hệ thống làm mát bằng chất lỏng dễ bị rò rỉ, có thể gây hư hỏng cho các bộ phận và tạo ra các mối nguy hiểm về an toàn. Các nhà sản xuất phải đảm bảo rằng thiết kế của họ không bị rò rỉ, đồng thời phát triển các giao thức để phát hiện và xử lý rò rỉ nếu chúng xảy ra.
Yêu cầu bảo trì: Hệ thống làm mát bằng chất lỏng yêu cầu bảo trì thường xuyên để đảm bảo chúng hoạt động bình thường. Điều này bao gồm thay chất làm mát, làm sạch bộ tản nhiệt và kiểm tra rò rỉ. Việc bảo trì có thể tốn thời gian và tốn kém, đồng thời có thể yêu cầu các công cụ và kiến thức chuyên môn.
Các vấn đề về khả năng tương thích: Không phải tất cả các thành phần đều tương thích với hệ thống làm mát bằng chất lỏng. Ví dụ: một số bo mạch chủ có thể không có các phụ kiện hoặc điểm gắn cần thiết cho khối làm mát bằng chất lỏng hoặc có thể yêu cầu bộ điều hợp hoặc giá đỡ bổ sung. Các nhà sản xuất phải đảm bảo rằng thiết kế của họ tương thích với nhiều loại thành phần để đảm bảo rằng hệ thống của họ được áp dụng rộng rãi.
Chi phí: Hệ thống làm mát bằng chất lỏng có thể tốn kém để phát triển và sản xuất, do các thành phần bổ sung và độ phức tạp liên quan. Điều này có thể làm cho chúng khó tiếp cận hơn với người tiêu dùng và hạn chế việc áp dụng chúng trên thị trường.

Với các phương tiện năng lượng mới được thúc đẩy bởi sự kết hợp giữa các yêu cầu về hiệu suất và chi phí, cần có các tấm làm mát bằng chất lỏng cho pin năng lượng có trọng lượng nhẹ, dẫn nhiệt tốt, chống ăn mòn mạnh và khả năng chống mỏi khác, đồng thời có hiệu suất xử lý tuyệt vời. Đồng thời, theo xu hướng công nghệ như sạc nhanh và phạm vi cao, khả năng sinh nhiệt của bộ pin tăng lên, điều này cũng đặt ra yêu cầu cao hơn về khả năng làm mát của pin.