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Lithium-Ionen-Batterie-Wärmemanagement-Technologie

Anzahl Durchsuchen:13     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2023-04-07      Herkunft:Powered

Derzeit ist die Theorie der Batterie-Thermomanagement perfektioniert und die Technologie kontinuierlich weiterentwickelt.Beginnen Sie einerseits mit den batterieeigenen Materialien, um die Hoch-/Tieftemperaturbeständigkeit der Batterie zu verbessern und die Toleranz der Batterie zu stärken.Beispielsweise sind die neuesten Festkörperbatterien in Bezug auf Energiedichte, Sicherheit und Ladegeschwindigkeit besser als Flüssigbatterien.Andererseits wird ausgehend von der Außenseite der Batterie die Temperatur der Batterie mittels lufterzwungener Konvektion, Strömung eines flüssigen Mediums und Bedeckung mit Phasenwechselmaterial innerhalb des optimalen Arbeitsbereichs gesteuert.Um eine bessere Wärmeableitungseffizienz zu erreichen, wird ein Flüssigkeitskühlsystem mit einem komplexen Aufbau entworfen.Konstruktiv sind möglichst viele Strömungskanäle zur Kontaktierung jeder Batterieeinheit angeordnet.Optimieren Sie die Strömungswegstruktur, wählen Sie die besten Einlass- und Auslasspositionen und entwerfen Sie die geeignete Strömungsweglänge, um Energieverluste usw. zu reduzieren. Die Entwicklung neuer Materialien in den letzten Jahren kombiniert Materialien mit Kühl- oder Wärmeerhaltungseffekten mit Wärmemanagementsystemen zur Verbesserung Wärmeableitung oder Wärmeerhaltungsleistung.Auch die Entwicklung von Technologien wie neuen Heatpipes, Coldplates und Direktkühlung liefert neue Forschungsansätze für das Batterie-Thermomanagement.Dieses Papier analysiert die wichtigsten Wärmeübertragungsmethoden aus der von Power-Batterien erzeugten Wärme und führt zu den aktuellen Mainstream-Wärmemanagementtechnologien für Batterien - Luftkühlungstechnologie, Flüssigkeitskühlungstechnologie, PCM-Kühltechnik, Heatpipe-Kühltechnologieund Batterieheiztechnologie in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen.Seine Eigenschaften, sein Forschungsstand, seine Vor- und Nachteile werden überprüft und sein zukünftiger Entwicklungstrend wird zusammengefasst und vorgeschlagen.

Thermisches Management der Lithium-Ionen-Batterie-5

1. Wärmeleitungsanalyse der Power-Batterie

Um ein Batteriewärmemanagementsystem mit guter Leistung zu entwerfen, sollte man zunächst die Wärmeerzeugungs- und Wärmeübertragungsmethoden von Leistungsbatterien verstehen.Während des Lade- und Entladevorgangs der Power-Batterie kommt es innerhalb der Batterie zu unterschiedlichen elektrochemischen Verhaltensweisen.Komplexe chemische Reaktionen werden meistens von Wärmeerzeugung begleitet, und das Vorhandensein eines Batterieinnenwiderstands erzeugt auch Joulesche Wärme.


Die Wärmeübertragung umfasst drei grundlegende Arten der Wärmeleitung, der konvektiven Wärmeübertragung und der Strahlungswärmeübertragung.Die von der Batterie erzeugte Wärme kann auf bestimmte Weise übertragen oder miteinander kombiniert werden.


Konvektion ist der Hauptweg der Wärmeübertragung in Flüssigkeiten und Gasen.Es ist ein Prozess, bei dem ein Fluid (Gas oder Flüssigkeit) Wärmeübertragung durch die makroskopische Strömung seiner verschiedenen Teile realisiert und oft von Wärmeleitung begleitet wird.Je nach Strömungszustand gibt es laminare Wärmeübertragung und turbulente Wärmeübertragung.Je nach Ursache der Strömung wird sie in natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion unterteilt.Erzwungene Konvektion ist besser als natürliche Konvektion.

Winshare flüssige Kühlplatte

Da in Fahrzeugen derzeit hauptsächlich Flüssigkeitskühlung zur Wärmeabfuhr eingesetzt wird, steht die konvektive Wärmeübertragung im Vordergrund.Strahlungswärmeübertragung erfolgt durch Abstrahlen und Absorbieren von Strahlungsenergie an umgebende Objekte und deren Umwandlung in Wärmeenergie.

Zusammenfassend wird die von der Batterie erzeugte Wärme hauptsächlich durch Konvektionswärmeübertragung und Wärmeleitung übertragen.Die derzeitige Wärmeableitungstechnologie verwendet ebenfalls hauptsächlich diese beiden Wärmeübertragungsverfahren.


2. Wärmemanagementtechnologie

Elektrofahrzeuge verwendeten zunächst im Allgemeinen ein einfach aufgebautes Luftkühlungssystem.Nutzen Sie die Saugwirkung des Gebläses, um die Außenluft in die Power-Akku-Baugruppe zu saugen.Luft strömt um das Batteriemodul herum, und schließlich wird die von der Leistungsbatterie erzeugte Wärme zusammen mit der Luft aus dem Luftauslass abgeführt, um den Effekt des Kühlens der Batterie zu erzielen.Die Luftkühlung kann aufgrund unterschiedlicher Belüftungsmethoden in natürliche Konvektion und erzwungene Konvektion unterteilt werden.Natürliche Konvektion ist die Verwendung von externer Kaltluft, die durch die Oberfläche jeder Batteriezelle zum Wärmeaustausch strömt, um Kühlzwecke zu erreichen.Die erzwungene Konvektionskühlung basiert auf der Hinzufügung mechanischer Geräte, die einen Teil der Energie der Batterie zum Fahren verbrauchen müssen.Erzwungene Konvektion ist zuverlässiger und einfacher zu warten als natürliche Konvektion.Daher ist erzwungene Konvektion bei verschiedenen Modellen häufiger.Die Temperaturungleichmäßigkeit zwischen den Zellen ist jedoch ein großes Problem, das durch erzwungene Konvektion gelöst werden muss.Gemäß den verschiedenen Belüftungsmodi hat die Luftkühlung zwei Belüftungsmodi, seriell und parallel, wie in Abbildung 1 gezeigt. Bei der seriellen Belüftung tritt Luft in die Belüftungsleitung ein und strömt abwechselnd über die Oberfläche jeder Batteriezelle.Während des Luftstroms steigt die Temperatur der Luft allmählich an und die Temperaturdifferenz zwischen den Batterien nimmt weiter ab.Da Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit auf beiden Seiten des Batteriemoduls unterschiedlich sind, hat die Seite, auf der die Luft zuerst strömt, eine niedrigere Batterietemperatur und eine höhere Luftströmungsgeschwindigkeit.Die Effizienz der Wärmeübertragung nimmt ab, wenn der Luftstrom die andere Seite erreicht.Zu diesem Zeitpunkt ändert sich die Oberflächentemperatur des Akkus nicht sehr, was zu einer ungleichmäßigen Temperatur zwischen den Akkupacks auf beiden Seiten führt.Bei der Parallelbelüftung strömt die Luft gleichzeitig über verschiedene Batterieoberflächen und die Strömungsgeschwindigkeit ist relativ konstant.Der Wärmeaustausch jeder Batterie ist nahezu gleich.Dies verbessert den Temperaturausgleich der Module.Daher ist die Parallellüftung weit verbreitet.Auch die Anordnung der Batterien wirkt sich auf die Luftkühlung aus.Obwohl der Strömungswiderstand des Kühlluftstroms der in Reihe angeordneten Batteriemodule klein ist, ist die Kontaktfläche der Batteriezellen klein.Dieser Konvektionseffekt und die Kühleffizienz sind schlecht und werden normalerweise nicht verwendet.Die Kreuzanordnung erhöht die Luftströmungsstörung, die zwischen den Batterien fließt, und verbessert den Wärmeableitungseffekt, aber der Verlust an Strömungswiderstand ist relativ groß.Der Wärmeübertragungskoeffizient kann durch eine trapezförmige Anordnung verbessert werden.Das Ausgleichen des Wärmeableitungseffekts an beiden Enden der Batterie hält die Gesamttemperatur des Batteriepacks auf einem relativ stabilen Niveau.

Thermisches Management der Lithium-Ionen-Batterie

Um die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen, ist es notwendig, möglichst viele Batterien zur Energiebereitstellung anzuordnen.Mehr Zellen erzeugen viel Wärme.Wenn es nicht rechtzeitig entladen wird, kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen.Erhöhen Sie die Kühlleistung, indem Sie die Struktur des Lufteinlasses und -auslasses ändern.Durch abwechselnde Belüftung wird die Luft intermittierend von der linken und rechten Seite der Batterie geleitet, wodurch das Phänomen einer übermäßigen Temperatur auf einer Seite vermieden wird.


Die Konfigurationen mit aktiver Luftkühlung und passiver Luftkühlung sind in Abbildung 2 dargestellt. Die passive luftgekühlte Wärmeableitungsstruktur ist relativ einfach, und die Luft in der Umgebung wird direkt verwendet.Die aktive Kühlstruktur verwendet vorkonditionierte Luft von der Klimaanlage, um durch die Batterie zu strömen.Passive Luftkühlung ist weniger effizient als aktive Luftkühlung.

Thermisches Management der Lithium-Ionen-Batterie-1

Luftkühlung ist aufgrund der Eigenschaften einer geringen Luftwärmekapazität und einer geringen Wärmeleitfähigkeit nur für Batterien mit niedriger Dichte geeignet.Große Batteriepakete erfordern große Strömungskanäle, was das System sperrig macht.Aktive Luftkühlsysteme, die Lüfter verwenden, um die Wärmeübertragung zu erhöhen, erhöhen die Kosten, erzeugen viel Lärm und beeinträchtigen den Fahrkomfort.Um die Luftkühlungsleistung zu verbessern, können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. die Erhöhung des Luftvolumens, der Durchflussrate, der Kanalgröße und die Optimierung des Standorts der Einheit, ohne die Raumnutzung zu beeinträchtigen.


Die Luftkühlung hat eine geringe Wärmeableitungseffizienz und wird im Allgemeinen in Modellen mit relativ geringer Motorleistung verwendet.Wie der frühe Nissan Leaf, Kia Soul EV und so weiter.Die Priorisierung der Verwendung von luftgekühlter Wärmeableitung trägt dazu bei, die Kosten des Fahrzeugs zu senken.Wenn jedoch viele Batteriemodule vorhanden sind und der erforderliche Wärmeableitungseffekt nicht erreicht werden kann, müssen andere Wärmemanagementmethoden in Betracht gezogen werden.


Wenn die Luftkühlung die Wärmeableitungsanforderungen nicht erfüllen kann, wird eine Flüssigkeitskühlung eingeführt.Während des Flüssigkeitskühlvorgangs nimmt die Wärmeübertragungsflüssigkeit Wärme von der Batterie auf und überträgt die Wärme rechtzeitig durch kontinuierliche Zirkulation an die Außenluft, wodurch die Temperatur des Batteriepakets reduziert wird.Im Vergleich zur Luftkühlung ist die Wärmeableitungseffizienz höher und die Kühlgeschwindigkeit schneller.


Es gibt aktive und passive Ansätze für Flüssigkeitskühlsysteme.Bei der aktiven Flüssigkeitskühlung erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem Thermofluid und der Außenwelt hauptsächlich durch die Kombination des Motorkältemittels oder der Klimaanlage, die weniger von der Umgebungstemperatur beeinflusst wird.Seine komplexe Struktur erhöht jedoch die Herstellungs- und Wartungskosten.Energie verbrauchende Komponenten verursachen auch einen sekundären Verlust an Batterieenergie.Bei der passiven Flüssigkeitskühlung fließt ein flüssiges Medium durch die Batterie, um Wärme aufzunehmen.Thermofluid wird zum Wärmetauscher gepumpt, der Wärme an die äußere Umgebung abgibt, um die Batterie zu kühlen.Das Medium (Kühlmittel) kann wiederverwendet werden.Die Struktur ist einfach und die Kosten sind niedrig.Da die passive Flüssigkeitskühlung hauptsächlich auf externe Umgebungsluft für den Wärmeaustausch angewiesen ist, kann eine effektive Wärmeableitung nicht erreicht werden, wenn die externe Umgebungstemperatur hoch ist.Der Wärmeableitungseffekt des passiven Flüssigkeitskühlsystems ist dem der aktiven Flüssigkeitskühlung unterlegen.Das Prinzip der aktiven und passiven Flüssigkeitskühlung ist in Bild 3 dargestellt.

Thermisches Management der Lithium-Ionen-Batterie-2

Entsprechend dem Kontaktmodus zwischen dem flüssigen Medium und der Batterie kann es in direkten Kontakt und indirekte Kontaktflüssigkeitskühlung unterteilt werden.Wenn die Batterie in direktem Kontakt mit dem flüssigen Medium steht, kann das Medium Wasser, Ethanol und Kältemittel sein.Das Medium ist in der Regel eine elektrisch isolierende Flüssigkeit (Öl) mit hoher Wärmeleitfähigkeit, um das Problem des Modultemperaturausgleichs zu lösen.Diese Medien haben eine hohe Viskosität und niedrige Durchflussraten, die mehr Energie verbrauchen und die Kühleffizienz verringern.Daher kann es durch Änderung der Wärmeleitfähigkeit, Strömungsgeschwindigkeit, Viskosität, Dichte und anderer Parameter des Mediums verbessert werden, um die Wärmeaustauschrate zu erhöhen.In dem indirekten Flüssigkeitskühlsystem fließt die Flüssigkeit in der Rohrleitung oder dem integrierten Kanal in Kontakt mit der Batterie und nimmt die von der Batterie erzeugte Wärme ab, um den Zweck der Wärmeableitung zu erreichen.Typischerweise werden in diesem System Flüssigkeiten mit niedriger Viskosität (Wasser, Glykol usw.) verwendet, um Wärme zu übertragen.Daher erfordert es weniger Stromverbrauch und ist nicht durch die Durchflussrate begrenzt, aber seine Temperaturgleichförmigkeit ist schlecht.Obwohl die direkte Flüssigkeitskühlung effizienter ist als die indirekte Flüssigkeitskühlung, werden indirekte Flüssigkeitskühlsysteme aufgrund ihrer Praktikabilität, Stabilität und Zuverlässigkeit häufig in Elektrofahrzeugen verwendet.

Lötplatte-1

PCMs sind in der Lage, bei Zustandsänderungen eine große Menge an latenter Wärme aufzunehmen oder abzugeben und die Temperatur über die Zeit konstant zu halten.Diese Eigenschaft soll sich die PCM-Kühltechnik zunutze machen.Die Batterie steht in direktem Kontakt mit dem PCM und Wärme wird von der Batterie auf das PCM übertragen.Speichern und geben Sie Wärme bei der Änderung des Aggregatzustands ab, um den Effekt der Niedertemperaturheizung und Hochtemperaturwärmeableitung für die Leistungsbatterie zu erzielen.PCM umfasst drei Arten: organisches, anorganisches und zusammengesetztes PCM.Organisches PCM hat die Eigenschaften niedriger Preis, gute Stabilität, geringe Toxizität, keine Korrosion, keine Unterkühlung und Phasentrennung, hat aber die Nachteile einer schlechten Wärmeleitfähigkeit und Entflammbarkeit.Um die oben genannten Probleme zu lösen, versuchten die Forscher, Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und flammhemmende Materialien zu organischem PCM hinzuzufügen.Dies ist ein heißes Thema im Bereich des Batterie-Thermomanagements.Aufgrund der Begrenzung der Phasenübergangstemperatur sind die meisten verfügbaren anorganischen PCMs hydratisierte Salze, deren thermophysikalische Eigenschaften instabil sind.Anorganisches PCM ist völlig unbrennbar und kostet viel weniger als organisches PCM.Anorganische PCMs leiden unter schlechter Wärmeleitfähigkeit und Stabilität aufgrund von Phasentrennung, Dehydratisierung oder Unterkühlung, was ihre weit verbreitete Anwendung behindert.Um diese Mängel von organischem PCM und anorganischem PCM zu verbessern, wurde ein Verbund-PCM entwickelt, indem die Vorteile der beiden oben genannten kombiniert wurden, das eine bessere Wärmeleitfähigkeit und latente Wärme der Phasenänderung aufweist.


Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmemanagementmethoden muss PCM keine Energie verbrauchen, ist kostengünstig und hat eine gute Temperaturgleichmäßigkeit und wird häufig in Kombination mit anderen Methoden verwendet.

Winshare Heatpipe-Kühlkörper

Die Heatpipe-Technologie ist eine neue Technologie, die sich in den letzten Jahren rasant entwickelt hat.Es nutzt hauptsächlich die Phasenwechseleigenschaften von Substanzen, um die Mängel der PCM-Wärmemanagementtechnologie zu beseitigen.Ein alternatives System namens Heatpipe wird vorgeschlagen, das eine verbesserte Version auf Basis von PCM ist.Ein herkömmliches Wärmerohr besteht hauptsächlich aus drei Komponenten: einem Rohrmantel, einem flüssigkeitsabsorbierenden Kern und einer Endkappe.Entsprechend den Wärmeübertragungsbedingungen kann das Wärmerohr normalerweise in drei Teile unterteilt werden: das heiße Ende, den adiabatischen Teil und das kalte Ende.Die Kombination aus Wärmerohr und Batterie ist in Abbildung 4 dargestellt. Das Wärmerohr wird mit einer geeigneten Menge Kältemittel gefüllt, nachdem die geschlossene Metallhülle in einen Unterdruck gepumpt wurde.Wenn ein Ende des Wärmerohrs die von der Batterie erzeugte Wärme aufnimmt, verdampft das Kältemittel.Das gasförmige Kältemittel strömt unter der Wirkung des Druckgradienten zum anderen Ende, um Wärme freizusetzen, und kondensiert wieder zu einer Flüssigkeit.Die Flüssigkeit fließt unter Einwirkung der Kapillarkraft zum Verdampfer zurück und zirkuliert kontinuierlich, um den Effekt der Wärmeableitung zu erzielen.

Thermisches Management der Lithium-Ionen-Batterie-3

Hohe Produktions- und Wartungskosten und Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Menge an Wärmeaustauschmedium sind die Hauptgründe, die die Anwendung von Wärmerohren verhindern.Im Wärmeableitungssystem des Wärmerohrs kann die Leistungsbatterie nicht nur den normalen Betriebstemperaturbereich aufrechterhalten, sondern auch die Temperaturgleichmäßigkeit zwischen den Batteriezellen mit umkehrbarer Wärmeflussrichtung aufrechterhalten.Ein Effekt, den andere Kühlsysteme nicht erreichen können.Das Heatpipe-Kühlverfahren lässt sich auch leicht mit den oben genannten Technologien koppeln, um die Wärmeableitungsleistung zu verbessern, und hat breite Entwicklungsperspektiven.


Das Direktkühlsystem ist derzeit auch ein relativ fortschrittliches Wärmemanagementsystem, das die Vorteile des Flüssigkeitskühlsystems und des PCM aufnimmt.Durch die Verwendung von Flüssigkeit und PCM wird eine zweistufige Kühlung erreicht.Flüssiges Kühlmittel fließt innerhalb einer Kühlplatte, die an dem Batteriesatz befestigt ist.Wärmeaustausch mit dem Batteriepaket und der Kühlplatte durch Leitung und Konvektion, und das Kühlmittel wird direkt durch das Batteriesystem unter Verwendung des Verdunstungsphasenwechselprozesses gekühlt.Seine Anpassungsfähigkeit an das Klimaanlagensystem kann die Kühlung des Batteriesystems und der Kabine in einem System koppeln, wodurch die Kühleffizienz verbessert wird.Verglichen mit dem Flüssigkeitskühlsystem, das die fühlbare Wärme des Kühlmittels nutzt, nutzt das Direktkühlsystem die latente Verdampfungswärme des Kühlmittels, um den Wärmebedarf der Batterie zu decken, und die Systemkühleffizienz wird um fast das Fünffache erhöht.Außerdem werden weniger Komponenten benötigt.Einsparungen bei der Ausrüstung tragen zur Gewichtsreduzierung bei und reduzieren die Kosten von Elektrofahrzeugen.Die Direktkühlplatte wird als Verdampfer des Batteriemoduls im Direktkühlsystem verwendet, und ihre Leistung wirkt sich direkt auf den Wärmeaustauscheffekt zwischen der Batterie und dem Kältemittel aus.Gegenwärtig sind die am häufigsten verwendeten 'G'-förmigen Kühlplatten und wabenförmige, einseitig aufgeblasene Aluminiumplatten.

Winshare-Wärmemanagement

Wenn die Anforderungen an die Batterieenergiedichte und die schnelle Laderate immer höher werden, hat die direkte Batteriekühllösung die Vorteile einer geringen Größe, eines geringen Gewichts, einer schnellen Kühlgeschwindigkeit und einer guten Leistung und wird als eine der potenziellen Alternativen für angesehen das Batteriewärmemanagementsystem der nächsten Generation .Unter Berücksichtigung zukünftiger innovativer Anwendungen kann ein auf digitalen Zwillingen basierender Ansatz eine Orientierungshilfe für das Design zukünftiger direkter Kühlsysteme bieten.Dieser Ansatz basiert auf dem Potenzial digitaler Technologien und cloudbasierter Steuerungsplattformen, um das Wärmemanagement besser zu realisieren.


In einer Umgebung mit niedriger Temperatur (z. B. –20 °C oder niedriger) nehmen Kapazität, Leistung und Entladungseffizienz der Batterie erheblich ab.Die Lebensdauer wird verkürzt, was das Laden und Entladen erschwert und in schweren Fällen zu einem thermischen Durchgehen führen kann.Daher ist es notwendig, die Batterie in kalten Regionen zu heizen oder warm zu halten, um zu verhindern, dass die Temperatur der Batterie zu niedrig wird, und um das normale Fahren des Autos sicherzustellen.Derzeit ist das Heizsystem in Innenheizung und Außenheizung unterteilt.Die interne Erwärmung umfasst Selbsterwärmung, Hoch- und Niederfrequenz-Wechselstromerwärmung und Impulsstromerwärmung.Externe Heizung umfasst PCM-Heizung, Luftheizung, Warmwasserheizung usw.


Die Art der internen Erwärmung besteht darin, die Batterie hauptsächlich unter Verwendung des Innenwiderstands der Batterie und der durch die interne chemische Reaktion erzeugten Wärme zu erwärmen.Dieses Verfahren hat eine hohe Effizienz, aber eine geringe Energieeffizienz, was wahrscheinlich zu einer Verschlechterung der Batterieleistung und einer schlechten Konsistenz führt.Eine externe Heizung soll die Batterie erwärmen, indem sie Wärme durch ein zusätzliches Heizelement erzeugt.Dieses Verfahren ist einfach zu erhitzen und hat eine hohe Sicherheit, aber die Effizienz ist gering.

Kühlkörper-1

Je kälter die Batterietemperatur ist, desto geringer ist die Batteriekapazität und desto weniger entlädt sie sich.Dies wirkt sich nicht nur auf die Reichweite des Fahrzeugs aus, sondern auch auf die Leistungsleistung und die Energierückgewinnung des Fahrzeugs, wodurch die Förderung von Elektrofahrzeugen in kalten Regionen eingeschränkt wird.Die Batterieheiztechnik hat große Entwicklungsperspektiven, die unter vielen Aspekten ausgelotet werden können.In Bezug auf die Batterieform ist die Batterie in einer sechseckigen Form gestaltet, und die Batterien sind so angeordnet, dass sie eine sechseckige, dicht gepackte Form bilden, was der Raumoptimierung und Wärmeerhaltung zwischen Batterien förderlich ist.In Bezug auf Batterie- und Elektrolytmaterialien werden Graphen und supraleitende Materialien verwendet, um die Leitfähigkeit von Batterien in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen zu verbessern.In Bezug auf die Batteriemodulstruktur können einige Formen in der Natur in Betracht gezogen werden, wie z. B. die Gestaltung von Strömungskanälen mit Hilfe von Blattadern, Ameisenhöhlen und anderen bionischen Strukturen, um die Batterie zu erwärmen und warm zu halten.


3. Zusammenfassung

In Zukunft wird es mehr Schnellladefahrzeuge geben, und Schnellladen wird mehr Wärme erzeugen.Unter Berücksichtigung der Batterieentladungseigenschaften, des Wärmeableitungseffekts, des Systemenergieverbrauchs und des geringen Gewichts und anderer Indikatoren steht der Vorschlag eines effizienten Wärmeableitungsschemas für das Wärmemanagementsystem im Mittelpunkt der zukünftigen Forschung zur verbesserten Batteriewärmeableitung.Um die Betriebstemperatur der Batterie innerhalb des optimalen Temperaturbereichs zu halten, ist es notwendig, die Wärmeableitungsleistung des Batterie-Thermomanagementsystems zu verbessern.Ein einzelnes Kühlsystem kann die Anforderungen nicht mehr erfüllen, und Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung, Phasenwechselkühlung, Wärmerohrkühlung und Direktkühlung können für eine umfassende Kühlung kombiniert werden.Verbessern Sie die thermische Leistung, indem Sie jede Kühlmethode optimieren.Forschung zur Luftkanalstruktur mit variabler Breite für die Luftkühlung.Betrachten Sie den hin- und hergehenden und bidirektionalen Flüssigkeitsstrom für die Flüssigkeitskühlung.Verwenden Sie Trägheit, um die Energiedissipation zu reduzieren, die Flüssigkeitseigenschaften zu ändern, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern, die Flüssigkeitskanalstruktur zu optimieren, die Strömungsgeschwindigkeit und den Fluss zu steuern usw. Die Phasenwechselkühlung wird optimiert, indem die Schmelztemperatur von PCM, die Wärmeleitfähigkeit von PCM und die Qualität gesteuert werden von PCM, der Abstand zwischen Zellen, die Dicke von PCM und andere Parameter.Fügen Sie PCM spezifische Substanzen hinzu, um Verbund-PCM mit hervorragender Leistung zu entwickeln, um eine bessere Kühlleistung zu erzielen.Die Kopplung des Wärmerohrs mit Luft-, Wasser- oder Kältemittelkühlung hat eine gute Wärmeübertragungseffizienz.Batterien sind das Herzstück von Elektrofahrzeugen.Ausgehend von der Batterie selbst ist die Verbesserung ihrer Anpassungsfähigkeit an die äußere Umgebungstemperatur ebenfalls ein heißes Forschungsthema.

Kalte Platte

Bei der Anwendung des Wärmemanagements durch Autohersteller umfasst das umfassende Kühlsystem von Tesla einen Kühlkreislauf und einen Heizkreislauf.Gleichzeitig kann die Multisensor-Fusionstechnologie auch verwendet werden, um die Batterietemperatur genauer zu überwachen.Durch maschinelles Lernen mit einer großen Datenmenge wurde ein Wärmemanagementsystem entwickelt, das zur Energieverteilung und adaptiven Temperaturanpassung fähig ist.Das intelligente und integrierte Wärmemanagementsystem von Huawei erzielt durch integriertes Design und Entwicklung einen optimalen Gesamtenergieverbrauch.


Um die Kühl- und Heizeffizienz der Leistungsbatterie zu verbessern, optimieren Sie daher ihre Leistung unter der Prämisse, die Sicherheit zu gewährleisten und die Reichweite zu erhöhen, und stärken Sie die Forschung zu Intelligenz, Integration und Anpassungsfähigkeit an verschiedene Arbeitsbedingungen.Beispielsweise kann die intelligente Cloud-Steuerungsplattform für die Temperaturüberwachung hohe und niedrige Temperaturauslöseschwellen festlegen.Es kann mit einem Superkondensator kombiniert werden, um eine Hybridleistung zu bilden, um die Leistung und Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen zu verbessern.Führen Sie eine Designoptimierung mit mehreren Zielen durch, um eine kostengünstigere Struktur zu erhalten.Implementieren Sie gemäß intelligenten Algorithmen Steuerungsstrategien für das Wärmemanagement, die in Echtzeit optimiert werden können.Optimieren Sie das Schnellladeprotokoll basierend auf dem Modell, um die Wärmeerzeugung während des Ladevorgangs zu reduzieren.Es kann sich auch mit anderen Disziplinen wie Bionik, Materialwissenschaft, Informatik usw. überschneiden. Nutzen Sie die Eigenschaften und Vorteile dieser Disziplinen, um ein selbstregulierendes, sicheres, effizientes und integriertes Batterietemperatur-Ökosystem zu entwickeln.


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