الإدارة الحرارية لبطارية EV

مركبة الطاقة الجديدة هي مشروع تدعمه الصين. لقد تطورت بسرعة في السنوات الأخيرة. يتم أيضًا ابتكار تكنولوجيا المركبات بأكملها وتكنولوجيا أجزاء السيارة الكهربائية باستمرار، ويتم تقديم تقنيات وعمليات جديدة باستمرار. في مجال تبديد الحرارة، تكمن النقطة الرئيسية لتبديد الحرارة في السيارات الكهربائية في تبديد الحرارة لحزم بطاريات الطاقة وأجهزة التحكم. يعد القيام بعمل جيد في التصميم الحراري لهاتين القطعتين أيضًا ضمانًا ضروريًا للتشغيل المستقر للسيارات الكهربائية.

يعتمد التشغيل الآمن للبطاريات بشكل كبير على درجة الحرارة البيئية. درجة حرارة عمل بطاريات الليثيوم هي 0-50 درجة، ودرجة حرارة العمل المثالية هي 20-40 درجة. إذا تجاوزت درجة الحرارة 50 درجة، فإن تراكم الحرارة في حزمة البطارية سيؤثر بشكل مباشر على عمر البطارية. عندما تتجاوز درجة حرارة البطارية 80 درجة، قد يتسبب ذلك في انفجار حزمة البطارية. في عام 2023. سيصل حجم مبيعات السيارات الكهربائية في الصين إلى 9.4 مليون وحدة. ولذلك، ومن أجل الحد من وقوع حوادث السلامة الاجتماعية، فإن تصميم الإدارة الحرارية للبطاريات، التي تعد المكونات الأساسية للسيارات الكهربائية، له أهمية خاصة.

يتضمن نظام الإدارة الحرارية للبطارية الوضعين النشط والسلبي، وتشمل الإدارة الحرارية النشطة تبريد الهواء، والتبريد السائل، والتبريد بغاز التبريد؛ تتضمن الإدارة الحرارية السلبية التبريد الطبيعي، وتبريد الأنابيب الحرارية، ومواد تغيير الطور. تشتمل تقنية الإدارة الحرارية لبطاريات الليثيوم بشكل أساسي على أربعة أنواع: تبريد الهواء، والتبريد السائل، وتبريد الأنابيب الحرارية، والتبريد بتغيير الطور.

يستخدم تبريد الهواء الهواء كحامل للتبادل الحراري للتحكم في درجة الحرارة الداخلية لنظام بطارية الطاقة وتوزيعها. وفقا لطرق تبديد الحرارة والتهوية، يمكن تقسيم تبريد الهواء إلى تهوية تسلسلية وتهوية متوازية. تكنولوجيا تبريد الهواء لها عيوب مثل الموصلية الحرارية المنخفضة وتأثير التحكم الضعيف على توحيد درجة حرارة حزمة البطارية. نظرًا لاتجاه تطوير كثافة الطاقة العالية في بطاريات الليثيوم الكهربائية، أصبح تبريد الهواء تدريجيًا صعبًا لتلبية متطلبات تكنولوجيا الإدارة الحرارية.

يستخدم التبريد السائل سائل التبريد كحامل للتبادل الحراري للتحكم في درجة الحرارة الداخلية لنظام بطارية الطاقة وتوزيعها. يستخدم هذا النظام عادةً مضخات المياه وخطوط الأنابيب لإكمال تدفق سائل التبريد داخل نظام البطارية. يتميز التبريد السائل بمزايا مثل كفاءة التبريد العالية، والتوصيل الحراري العالي، ويمكنه تحسين اتساق درجة حرارة حزمة البطارية. ومع ذلك، قد يتسبب تسرب السائل في حدوث دوائر قصيرة للبطارية، لذلك يلزم متطلبات إغلاق عالية للتبريد السائل، وهي مشكلة تتعلق بالسلامة في التبريد السائل. وفي الوقت نفسه، سيزيد التبريد السائل من وزن نظام بطارية الليثيوم بأكمله، وهو ما لا يفضي إلى اتجاه خفيف الوزن لبطاريات الليثيوم الكهربائية.

تبريد الأنابيب الحرارية هو نظام إدارة حراري يستخدم تغيير الطور لتحقيق التوصيل الحراري. يتكون أنبوب الحرارة من قسم التبخير، وقسم العزل، وقسم التكثيف. سوف يمتص الوسط الموجود داخل قناة الهواء المغلقة الحرارة الناتجة عن البطارية أثناء مرحلة التبخر، ثم ينقل الحرارة إلى البيئة الخارجية من خلال قسم التكثيف، مما يحقق تأثير التبريد السريع لحزمة البطارية.

المواد المتغيرة الطور هي مواد يمكنها تغيير حالتها الفيزيائية ضمن نطاق درجة حرارة معين. يتميز التبريد بتغير الطور بمزايا التبديد السريع للحرارة، وتوحيد درجة الحرارة العالية، وعزل درجات الحرارة المنخفضة. ويمكنه أيضًا تحسين الخواص الفيزيائية والكيميائية من خلال دمج المواد المتغيرة الطور مع مواد أخرى وفقًا لنوع المادة المتغيرة الطور. إن استخدام مواد متغيرة الطور للتبريد يمكن أن يقلل المساحة التي يشغلها نظام البطارية دون استهلاك طاقة إضافية من البطارية. ولكن هناك أيضًا عيوب مثل الموصلية الحرارية المنخفضة وسهولة التسرب. إذا تم دمج التبريد بتغير الطور مع طرق الإدارة الحرارية الأخرى لتبديد الحرارة التي تمتصها المواد متغيرة الطور في الوقت المناسب إلى البيئة الخارجية، فيمكن استخدام تأثير التبريد لمواد تغيير الطور بشكل مستدام.

حاليًا، في تكرار السيارات الكهربائية، يتم وضع الابتكار التكنولوجي في الإدارة الحرارية للبطارية دائمًا في موقع مهم للغاية. في المستقبل، ستحقق أنظمة الإدارة الحرارية لبطاريات السيارات الكهربائية تقدمًا مستمرًا في جوانب متعددة، بما في ذلك تحسين الكفاءة وخفض التكاليف وتعزيز الذكاء.