توابع و طبقه بندی سیستم های مدیریت حرارتی باتری های برق

توابع و طبقه بندی باتری های برق

سیستم های مدیریت حرارتی

1. تعریف سیستم مدیریت حرارتی

به طور خلاصه، یک سیستم مدیریت حرارتی باتری قدرت، دمای سیستم باتری را از طریق سرمایش یا گرمایش کنترل می کند. کنترل دمای باتری تاثیر بسزایی بر عملکرد باتری دارد. باتری هایی که در محدوده دمایی معقول کار می کنند، طول عمر بیشتری دارند و قابلیت اطمینان بالاتری دارند. یک سیستم خنک‌کننده باتری نیرو که به خوبی طراحی شده باشد، می‌تواند به طور موثر گرمای اضافی تولید شده در طول کار باتری را حذف کند، دمای باتری را در محدوده معقولی حفظ کند، محیط کار باتری را بهبود بخشد، و در نتیجه عمر باتری و قابلیت اطمینان را افزایش دهد. برخی از سیستم‌های مدیریت حرارتی همچنین شامل گرمایش می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که باتری دمای کارکرد معقولی را حتی در محیط‌های{5}در دمای بسیار پایین حفظ می‌کند.

دو شاخص مهم مدیریت حرارتی باتری برق:

① حفظ تعادل دما در داخل و بین باتری ها.

② کنترل دمای مطلق باتری در یک محدوده معقول.

عملکردهای اصلی سیستم مدیریت حرارتی باتری های قدرت عبارتند از:

① اندازه گیری و نظارت دقیق بر دمای باتری؛

② اتلاف گرما و خنک کننده موثر زمانی که دمای ماژول باتری از حد فراتر رود.

③ گرمایش سریع در شرایط دمای پایین- برای اطمینان از عملکرد سیستم باتری در محدوده دمایی معمولی خود.

④ اطمینان از توزیع یکنواخت دما در بسته باتری و کاهش اختلاف دما بین سلول های جداگانه.

سیستم های مدیریت حرارتی باتری در درجه اول از چهار روش خنک کننده استفاده می کنند: خنک کننده طبیعی، خنک کننده هوای اجباری، خنک کننده مایع و خنک کننده مستقیم. خنک سازی طبیعی یک روش مدیریت حرارتی غیرفعال است، در حالی که خنک کننده هوای اجباری، خنک کننده مایع و خنک کننده جریان مستقیم روش های فعال هستند. تفاوت اصلی بین این سه در محیط تبادل حرارت نهفته است. در حال حاضر، ما فقط رایج ترین روش را معرفی می کنیم: خنک کننده مایع.

فن آوری خنک کننده مایع از انتقال حرارت جابجایی مایع برای حذف گرمای تولید شده توسط باتری و در نتیجه کاهش دمای باتری استفاده می کند. رسانه های مایع دارای ضرایب انتقال حرارت بالا، ظرفیت حرارتی زیاد و سرعت خنک کننده سریع هستند که به طور قابل توجهی حداکثر دما را کاهش می دهد و یکنواختی میدان دمای بسته باتری را بهبود می بخشد. علاوه بر این، خود سیستم مدیریت حرارتی از نظر اندازه نسبتاً کوچک است. سیستم های خنک کننده مایع انعطاف پذیری را در طراحی ارائه می دهند: سلول ها یا ماژول های جداگانه باتری را می توان در مایع غوطه ور کرد، کانال های خنک کننده را می توان بین ماژول های باتری ایجاد کرد، یا صفحات خنک کننده را می توان در پایین باتری استفاده کرد. هنگامی که باتری در تماس مستقیم با مایع است، مایع باید از عایق (مانند روغن معدنی) برای جلوگیری از اتصال کوتاه اطمینان حاصل کند. هوابندی بالا نیز برای سیستم خنک کننده مایع مورد نیاز است. علاوه بر این، مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر لرزش و طول عمر نیز ملاحظات مهمی هستند.