Quatre tecnologies principals de refrigeració per a sistemes de gestió tèrmica de bateries
En comparació amb els xips que generen més calor en productes electrònics, el component de calefacció dels vehicles elèctrics és la bateria d'energia. Per tant, la investigació sobre tecnologia de gestió tèrmica per a bateries d'energia és un dels projectes més crucials tant per als fabricants de bateries com per a les empreses d'automoció.
La forma més primitiva de la tecnologia de dissipació de calor és mitjançant la refrigeració per aire, que es pot dividir en dos tipus: refrigeració activa i refrigeració passiva. Tant la dissipació de calor activa com la passiva utilitzen l'aire per transportar la calor. La dissipació de calor passiva és relativament senzilla i consisteix principalment en entrades d'aire, vies de ventilació i sortides d'aire. Quan el vehicle està en moviment, la calor s'emporta pel contacte entre l'aire i la bateria.
Tanmateix, el major inconvenient de la dissipació de calor passiva és la seva insuficient eficiència de dissipació de calor. Un cop augmenta la potència d'entrada/sortida de la bateria, la generació de calor augmenta i l'efecte és insignificant. Per exemple, quan es carrega, com pot el vehicle dissipar la calor sense conduir? Per tant, la dissipació de calor activa millora el flux d'aire i millora la dissipació de la calor afegint ventiladors i altres dispositius per aspirar l'aire.
La tecnologia de refrigeració líquida té un millor efecte de dissipació de calor que l'aire, que intercanvia calor amb la bateria d'energia mitjançant tubs de refrigerant distribuïts a l'interior o a la superfície de la bateria, donant lloc a una dissipació de calor més eficient. La dissipació de calor de refrigeració líquida s'aconsegueix col·locant tubs de refrigerant o plaques de refrigeració (amb refrigerant a l'interior) directament dins de la bateria d'alimentació, i després utilitzant components rellevants per permetre que el refrigerant flueixi i treure la calor interna de la bateria. La clau per a la dissipació de calor de refrigeració líquida també és un punt que afecta directament l'efecte de dissipació de calor de la bateria d'energia, que es troba en el disseny, la col·locació i la direcció del flux de la canonada de refrigerant. Només formant un camí de reflux raonable i aconseguint una dissipació de calor uniforme, es pot mantenir la dissipació de calor global de la bateria d'energia a un nivell de temperatura uniforme, sense que algunes temperatures siguin massa baixes i altres massa altes, cosa que afectarà la salut de la bateria.
En els últims anys, hi ha hagut un mètode de dissipació de calor passiva emergent: tecnologia de dissipació de calor de material de canvi de fase. Els materials de canvi de fase són materials de refrigeració que poden absorbir o alliberar una gran quantitat de calor durant el canvi de fase i poden mantenir una temperatura constant per controlar la temperatura circumdant. El material de canvi de fase més comú a les nostres vides és sens dubte l'aigua. Quan la temperatura baixa a 0 graus C, l'aigua canvia de líquid a sòlid (congelant i alliberant calor); Quan la temperatura és superior a 0 graus C, l'aigua canvia de sòlid a líquid (absorció de calor de dissolució).
A més dels tres mètodes de dissipació de calor anteriors, també hi ha una tecnologia de refrigeració activa: refrigeració termoelèctrica, una tecnologia de conversió d'energia que utilitza l'efecte Peltier dels materials semiconductors per aconseguir refrigeració o calefacció. Després de connectar-se a una font d'alimentació de CC, s'absorbirà la calor d'un extrem del dispositiu de refrigeració termoelèctrica, donant lloc a una disminució de la temperatura, mentre que la temperatura de l'altre extrem augmentarà simultàniament; A més, aquest fenomen és completament reversible, ja que canviar la direcció del corrent pot transferir calor en sentit contrari.
Com a tecnologia més clàssica, la tecnologia de refrigeració per aire ja no pot satisfer les necessitats de refrigeració de les bateries d'energia i s'ha substituït per la tecnologia de refrigeració líquida. La refrigeració líquida s'ha convertit en la tecnologia de refrigeració més madura i àmpliament utilitzada per a bateries d'alimentació. Tanmateix, amb l'augment de la calor de la bateria, la potència de la bateria i la velocitat de càrrega, la refrigeració líquida no podrà satisfer gradualment les necessitats de dissipació de calor de la bateria. Per tant, la tecnologia de dissipació de calor del material de canvi de fase emergent i la tecnologia de refrigeració termoelèctrica tenen un gran potencial, però totes dues s'han de combinar amb altres tecnologies per aconseguir els millors resultats. Actualment, no hi ha una tecnologia de dissipació de calor absolutament d'alta qualitat, i la tendència tecnològica futura combinarà múltiples tecnologies de dissipació de calor per satisfer diferents necessitats de dissipació de calor.
