Vier Kühltechnologien für Batterie-Wärmemanagementsysteme

Als unverzichtbares Produkt in unserem Leben finden sich Lithium-Ionen-Batterien in allem, von Mobiltelefonen über Computer bis hin zu Elektrofahrzeugen.Im Vergleich zu den Chips, die in elektronischen Produkten die meiste Wärme erzeugen, ist die Heizkomponente von Elektrofahrzeugen die Leistungsbatterie.Deshalb Forschung zum Thema Macht Batterie-Wärmemanagement-Technologie ist eines der wichtigsten Projekte für Batteriehersteller und Automobilhersteller.

Die primitivste Art der Wärmeableitungstechnologie ist die Luftwärmeableitung, und die Luftwärmeableitung wird in zwei Arten unterteilt: aktive Wärmeableitung und passive Wärmeableitung.Unabhängig von der Form der Wärmeableitung wird Luft zur Wärmeabfuhr genutzt.Die passive Wärmeableitung ist relativ einfach.Es sorgt hauptsächlich für Lufteinlässe, Lüftungswege und Luftauslässe.Wenn das Fahrzeug fährt, kommt die Luft mit der Batterie in Kontakt, um Wärme abzuleiten.

Der größte Nachteil der passiven Wärmeableitung besteht jedoch darin, dass die Effizienz der Wärmeableitung unzureichend ist.Sobald die Eingangs-/Ausgangsleistung der Batterie zunimmt, was zu einer erhöhten Wärmeerzeugung führt, ist der Wärmeableitungseffekt minimal.Ein weiteres Beispiel ist die Wärmeableitung, wenn das Fahrzeug beim Laden nicht läuft.Daher erhöht die aktive Wärmeableitung den Luftstrom durch Lüfter und andere Geräte, um den Luftstrom zu verbessern und die Wärmeableitung zu verbessern.

Was ist besser als Luftwärmeableitung ist Flüssigkeitskühlungstechnologie.Der Wärmeaustausch der Leistungsbatterie erfolgt über Kühlmittelrohre, die im Inneren oder auf der Batterieoberfläche verteilt sind, wodurch die Wärmeableitung effizienter wird.Bei der Flüssigkeitskühlung wird Wärme abgeführt, indem Kühlmittelrohre oder Kühlplatten (mit Kühlmittel im Inneren) direkt in der Leistungsbatterie platziert werden und das Kühlmittel dann durch relevante Komponenten geleitet wird, um die Wärme aus dem Inneren der Batterie abzuleiten.

Allerdings ist der Schlüssel zu Wärmeableitung der Flüssigkeitskühlung ist auch ein Punkt, der sich direkt auf den Wärmeableitungseffekt der Leistungsbatterie auswirkt.Es liegt in der Gestaltung und Verlegung der Kühlmittelleitung und der Richtung des Kühlmittelflusses.Nur durch die Bildung eines angemessenen Rückwegs und die Erzielung einer gleichmäßigen Wärmeableitung kann die Gesamtwärmeableitung der Leistungsbatterie sichergestellt werden.Behalte das Te Die Temperatur bleibt auf einem gleichmäßigen Niveau, und es gibt keinen Teil der Temperatur, der zu niedrig oder ein Teil der Temperatur zu hoch ist, was sich negativ auf den Zustand der Batterie auswirken würde.Beispielsweise verwenden die Power-Batterien vieler New-Energy-Fahrzeuge, einschließlich Tesla, schlangenförmige Kühlrohre innerhalb des Batteriepakets, wodurch die Kontaktfläche zwischen dem Kühlrohr und der Batterie effektiv vergrößert werden kann, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.

In den letzten Jahren ist eine passive Wärmeableitungsmethode aufgekommen – die Wärmeableitungstechnologie mit Phasenwechselmaterial.Phasenwechselmaterial ist ein Kühlmaterial, das bei einem Phasenwechsel eine große Wärmemenge absorbieren oder abgeben und eine konstante Temperaturkontrolle der Umgebungstemperatur aufrechterhalten kann.Das häufigste Phasenwechselmaterial in unserem Leben ist Wasser.Wenn die Temperatur nur 0 °C beträgt, wandelt sich Wasser von flüssig in fest um (durch das Gefrieren wird Wärme frei);Wenn die Temperatur höher als 0 °C ist, wandelt sich Wasser vom festen in den flüssigen Zustand um.(Die Auflösung ist endotherm).

Basierend auf dem Prinzip der Phasenwechsel-Wärmeabsorption können Phasenwechselmaterialien in Lithium-Batteriepacks verwendet werden, um eine Kühlung zu erreichen.Das Phasenwechselmaterial selbst ist jedoch nur ein Wärmespeicher- oder Wärmeabsorptionsstoff und kann keine Wärme von einem Stoff abführen.Daher müssen einige Materialien hinzugefügt werden, um die Wärmeleitfähigkeit zu verbessern und die vom Phasenwechselmaterial aufgenommene Wärme durch andere Methoden wie Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung abzuleiten.Mit anderen Worten: Die Wärmeableitungstechnologie mit Phasenwechselmaterial kann in der Luftkühlungs- oder Flüssigkeitskühlungstechnologie tatsächlich eine unterstützende Rolle spielen, um den Wärmeableitungseffekt zu maximieren.

Zusätzlich zu den oben genannten drei Wärmeableitungsmethoden gibt es auch eine aktive Kühltechnologie – die thermoelektrische Kühlung, eine Energieumwandlungstechnologie, die den Peltier-Effekt von Halbleitermaterialien nutzt, um Kühlung oder Erwärmung zu erreichen.Bei Anschluss einer Gleichstromversorgung wird die Wärme an einem Ende des thermoelektrischen Kühlgeräts absorbiert und die Temperatur sinkt, während gleichzeitig die Temperatur am anderen Ende ansteigt.Darüber hinaus ist dieses Phänomen vollständig reversibel.Solange die Stromrichtung geändert wird, kann die Wärme in die entgegengesetzte Richtung geleitet werden.Richtungswechsel.Die thermoelektrische Kühltechnologie hat offensichtliche Vorteile: kein Kältemittel, geringer Energieverbrauch und geringe Geräuschentwicklung.Bei alleiniger Verwendung ist die Kühleffizienz jedoch nicht hoch.Beim Einsatz an Power-Batterien muss es mit anderen Kühltechnologien kombiniert werden, um eine maximale Wirkung zu erzielen.

MomentanViele Unternehmen entwickeln Wärmemanagementsysteme für Leistungsbatterien, die auf thermoelektrischer Kühltechnologie basieren.Sie verwenden zusammengesetzte Phasenwechselmaterialien und thermoelektrische Halbleiterchips, um die thermoelektrischen Halbleiterchips an der Seite des Batteriekastens einzubetten, und die zusammengesetzten Phasenwechselmaterialien werden in das quadratische Monomer eingebettet.zwischen Batterien, um das Problem der Gleichmäßigkeit und schnellen Abkühlung einzelner Zellen im Batterie-Wärmemanagementsystem zu lösen.

LuftkühlungstechnologieAls klassischste Technologie ist sie derzeit nicht in der Lage, den Kühlbedarf von Power-Batterien zu decken und wurde durch die Flüssigkeitskühlungstechnologie ersetzt.Die Flüssigkeitskühlung ist zur ausgereiftesten und am weitesten verbreiteten Kühltechnologie für Leistungsbatterien geworden.Mit zunehmender Batteriewärme, Batterieleistung und Ladegeschwindigkeit wird die Flüssigkeitskühlung jedoch nach und nach nicht mehr in der Lage sein, den Wärmeableitungsbedarf der Batterie zu decken.

Daher haben die aufkommende Phasenwechselmaterial-Wärmeableitungstechnologie und die thermoelektrische Kühltechnologie großes Potenzial, müssen jedoch mit anderen Technologien kombiniert werden, um die besten Ergebnisse zu erzielen.Derzeit gibt es keine absolut hochwertige Wärmeableitungstechnologie.Der zukünftige Technologietrend wird darin bestehen, mehrere Wärmeableitungstechnologien zu kombinieren, um unterschiedliche Wärmeableitungsanforderungen zu erfüllen.