مروری بر سیستم های مدیریت حرارتی باتری برق

مروری بر سیستم های مدیریت حرارتی باتری های برق

وسایل نقلیه الکتریکی تقاضای زیادی برای سیستم های مدیریت حرارتی باتری دارند که باعث پیشرفت مداوم در این فناوری می شود. یک جنبه کلیدی بهینه سازی ساختار اتلاف حرارت باتری است. سیستم قدرت یک وسیله نقلیه الکتریکی شامل اجزای باتری و وسایل الکترونیکی متعددی مانند موتورها است که مصرف انرژی و گرمای قابل توجهی تولید می کنند. با توجه به اندازه بزرگ باتری، گرمای قابل توجهی در حین کار تولید می‌کند که برای اطمینان از عملکرد بهینه باتری، نیاز به یک سری فرآیندها از جمله خنک کردن و اتلاف گرما دارد. مدیریت حرارتی موثر باتری نه تنها طول عمر باتری را افزایش می دهد، بلکه اتلاف انرژی را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

سیستم های خنک کننده مایع

خنک کننده مایع از خنک کننده برای تبادل گرما با باتری استفاده می کند و باعث اتلاف گرما کارآمد و سریع می شود. این فناوری به دو دسته خنک کننده مایع مستقیم و غیر مستقیم تقسیم می شود. در خنک سازی مستقیم مایع، خنک کننده مستقیماً با باتری تماس می گیرد، مانند خنک کننده مایع غوطه وری. با این حال، خنک‌سازی مایع غیرمستقیم، از طریق اجزای خاص، مانند صفحات خنک‌کننده، خنک‌سازی می‌شود.

در مقایسه با خنک کننده هوا، فناوری صفحه خنک کننده مایع کارآمدتر است و صفحات خنک کننده، که اغلب از آلومینیوم یا آلیاژهای آلومینیوم ساخته شده اند، نسبتاً ارزان هستند. تمرکز اصلی تحقیق، بهینه سازی ساختار و ویژگی های جریان سیال صفحات خنک کننده برای ساده سازی فرآیند تولید و افزایش اثربخشی آنها است.

سیستم مدیریت حرارتی باتری به عنوان یک "مدیر کنترل دما" عمل می کند و محدوده دمای عملکرد باتری (20-40 درجه) را حفظ می کند. این ماژول از چهار ماژول اصلی تشکیل شده است که دارای عملکردهای اصلی کنترل دما، یکسان سازی دما و جلوگیری از انفجار است که از برد باتری و ایمنی اطمینان می دهد.

اجزای اصلی (4 ماژول)

1. ماژول تبادل حرارت (جزء اجرایی هسته)

اجزای اصلی: صفحه خنک کننده/کانال خنک کننده (عمدتا خنک کننده مایع، متصل به پایین بسته باتری)، رادیاتور (شبیه به رادیاتور ماشین)، پمپ حرارتی/کمپرسور تهویه مطبوع (برای گرم کردن در زمستان).

عملکرد: به عنوان یک انتقال دهنده گرما عمل می کند، گرمای اضافی را از باتری از طریق گردش مایع یا جریان هوا دفع می کند، یا گرما را در دماهای پایین وارد می کند.

2. ماژول گردش متوسط ​​(حامل انتقال حرارت)

اجزای اصلی: خنک کننده/مبرد (عمدتا محلول اتیلن گلیکول، ضد یخ و با رسانایی حرارتی خوب)، پمپ آب/فن (جریان متوسط ​​را به حرکت در می آورد)، لوله کشی و شیرها (جهت جریان متوسط ​​را کنترل می کند).

عملکرد: یک "کانال انتقال حرارت" ایجاد می کند که به عملکرد کنترل دما ماژول تبادل حرارت اجازه می دهد تا کل بسته باتری را پوشش دهد.

3. ماژول مانیتورینگ (هسته حسگر)

اجزای اصلی: سنسور دما (به سطح سلول‌ها/ماژول‌های باتری برای اندازه‌گیری دقیق دما متصل می‌شود)، BMS (سیستم مدیریت باتری) (مغز اصلی).

Function: Monitors battery temperature distribution in real time; triggers temperature control commands immediately if the temperature exceeds safe limits (e.g., >50 درجه یا<0℃).

4. ماژول حفاظت کمکی (تضمین ایمنی)

اجزای اصلی: عایق حرارتی (کاهش تداخل دمای خارجی)، -مکانیسم تسکین دهنده دریچه ضد انفجار/فشار (در صورت خروج دمای بالا، فشار را آزاد می‌کند)، لایه عایق (کاهش تلفات گرما در زمستان).

عملکرد: از تأثیرات محیطی خارجی جدا می شود و با شرایط عملیاتی شدید مقابله می کند و از خطر فرار حرارتی جلوگیری می کند.