ماژول باتری لیتیومی عمدتاً از باتریها و مونومرهای خنککننده و دفع حرارت که آزادانه با هم ترکیب شدهاند، تشکیل شده است. رابطه بین این دو مکمل یکدیگر است. باتری وظیفه تأمین انرژی وسیله نقلیه با انرژی جدید را بر عهده دارد و واحد خنککننده میتواند گرمای تولید شده توسط باتری را در حین کار مدیریت کند. روشهای مختلف دفع حرارت، محیطهای دفع حرارت متفاوتی دارند.
اگر دمای اطراف باتری خیلی بالا باشد، این مواد از واشر سیلیکونی رسانای گرما به عنوان مسیر انتقال استفاده میکنند، به آرامی وارد لوله خنککننده میشوند و سپس گرما را از طریق تماس مستقیم یا غیرمستقیم با باتری جذب میکنند. مزیت اصلی این روش این است که سطح تماس زیادی با سلولهای باتری دارد و میتواند گرما را به طور یکنواخت جذب کند.
روش خنکسازی با هوا نیز یک روش رایج برای خنکسازی باتری است. (بخاری هوای PTCهمانطور که از نامش پیداست، این روش از هوا به عنوان واسطه خنککننده استفاده میکند. طراحان خودروهای انرژی نو، فنهای خنککننده را در کنار ماژولهای باتری نصب میکنند. به منظور افزایش جریان هوا، دریچههایی نیز در کنار ماژولهای باتری اضافه میشود. باتری لیتیومی یک خودروی انرژی نو که تحت تأثیر همرفت هوا قرار دارد، میتواند گرما را به سرعت دفع کرده و دمای پایداری را حفظ کند. مزیت این روش این است که انعطافپذیر است و میتواند گرما را از طریق همرفت طبیعی یا با اتلاف گرمای اجباری دفع کند. اما اگر ظرفیت باتری خیلی زیاد باشد، تأثیر روش اتلاف گرمای خنککننده هوا خوب نیست.
خنککننده تهویه نوع جعبهای، بهبود بیشتری در روش خنککننده هوا و دفع گرما است. این روش علاوه بر کنترل حداکثر دمای بسته باتری، میتواند حداقل دمای بسته باتری را نیز کنترل کند و عملکرد طبیعی باتری را تا حد زیادی تضمین کند. با این حال، این روش منجر به عدم یکنواختی دما در بسته باتری میشود و آن را مستعد دفع گرمای ناهموار میکند. خنککننده تهویه نوع جعبهای، سرعت باد ورودی هوا را تقویت میکند، حداکثر دمای بسته باتری را هماهنگ میکند و اختلاف دمای زیاد را کنترل میکند. با این حال، به دلیل شکاف کوچک باتری بالایی در ورودی هوا، جریان گاز حاصل، الزامات دفع گرما را برآورده نمیکند و سرعت جریان کلی بسیار کند است. اگر اوضاع به این شکل پیش برود، دفع گرمای انباشته شده در قسمت بالای باتری در ورودی هوا دشوار است. حتی اگر قسمت بالایی در مرحله بعدی شکاف داده شود، اختلاف دما بین بستههای باتری هنوز از محدوده از پیش تعیین شده فراتر میرود.
روش خنکسازی با مواد تغییر فاز دهنده بالاترین محتوای تکنولوژیکی را دارد، زیرا ماده تغییر فاز دهنده میتواند مقدار زیادی گرما را با توجه به تغییر دمای باتری جذب کند. مزیت بزرگ این روش این است که انرژی کمتری مصرف میکند و میتواند دمای باتری را به طور معقولی کنترل کند. در مقایسه با روش خنکسازی مایع، ماده تغییر فاز دهنده خورنده نیست، که باعث کاهش آلودگی محیط به باتری میشود. با این حال، همه ترامواهای انرژی نو نمیتوانند از مواد تغییر فاز دهنده به عنوان محیط خنککننده استفاده کنند، به هر حال، هزینه تولید چنین موادی زیاد است.
تا آنجا که به کاربرد مربوط میشود، خنکسازی همرفتی پرهها میتواند حداکثر دما و حداکثر اختلاف دمای بسته باتری را در محدوده ۴۵ درجه سانتیگراد و ۵ درجه سانتیگراد کنترل کند. با این حال، اگر سرعت باد در اطراف بسته باتری به مقدار از پیش تعیینشدهای برسد، اثر خنککنندگی پرهها از طریق سرعت باد قوی نیست، به طوری که اختلاف دمای بسته باتری کمی تغییر میکند.
خنکسازی با لوله حرارتی یک روش جدید برای دفع حرارت است که هنوز رسماً مورد استفاده قرار نگرفته است. این روش شامل نصب یک واسطه کار در لوله حرارتی است که پس از افزایش دمای باتری، میتواند گرما را از طریق واسطه موجود در لوله دفع کند.
مشاهده میشود که اکثر روشهای اتلاف گرما محدودیتهای خاصی دارند. اگر محققان میخواهند در زمینه اتلاف گرما باتریهای لیتیومی کار خوبی انجام دهند، باید دستگاههای اتلاف گرما را به صورت هدفمند و مطابق با شرایط واقعی تنظیم کنند تا اثر اتلاف گرما به حداکثر برسد و از عملکرد طبیعی باتری لیتیومی اطمینان حاصل شود.
✦راه حل رفع مشکل خرابی سیستم خنک کننده خودروهای انرژی نو
اول از همه، عمر مفید و عملکرد خودروهای انرژی نو مستقیماً با عمر مفید و عملکرد باتریهای لیتیومی متناسب است. محققان میتوانند با توجه به ویژگیهای باتریهای لیتیومی، در مدیریت حرارتی کار خوبی انجام دهند. از آنجا که سیستمهای دفع حرارت مورد استفاده توسط خودروهای انرژی نو از برندها و مدلهای مختلف کاملاً متفاوت هستند، هنگام بهینهسازی سیستم مدیریت حرارتی، محققان باید یک روش دفع حرارت معقول را با توجه به ویژگیهای عملکردی آنها انتخاب کنند تا اثر سیستم دفع حرارت خودروهای انرژی نو را به حداکثر برسانند. به عنوان مثال، هنگام استفاده از روش خنککننده مایع (بخاری خنک کننده PTC) ، محققان میتوانند از اتیلن گلیکول به عنوان واسطه اصلی اتلاف گرما استفاده کنند. با این حال، برای از بین بردن معایب روشهای خنککننده مایع و اتلاف گرما و جلوگیری از نشت اتیلن گلیکول و آلودگی باتری، محققان باید از مواد پوسته غیر خورنده به عنوان ماده محافظ باتریهای لیتیومی استفاده کنند. علاوه بر این، محققان باید آببندی خوبی نیز انجام دهند تا احتمال نشت اتیلن گلیکول به حداقل برسد.
ثانیاً، برد پیمایش خودروهای انرژی نو در حال افزایش است، ظرفیت و قدرت باتریهای لیتیومی به میزان قابل توجهی بهبود یافته و گرمای بیشتری تولید میشود. اگر به استفاده از روش سنتی دفع گرما ادامه دهید، اثر دفع گرما به میزان قابل توجهی کاهش مییابد. بنابراین، محققان باید با زمان همگام باشند، دائماً فناوریهای جدید را توسعه دهند و مواد جدیدی را برای بهبود عملکرد سیستم خنککننده انتخاب کنند. علاوه بر این، محققان میتوانند انواع روشهای دفع گرما را برای گسترش مزایای سیستم دفع گرما ترکیب کنند، به طوری که دمای اطراف باتری لیتیومی در محدوده مناسبی کنترل شود که میتواند قدرت بیپایانی را برای خودروهای انرژی نو فراهم کند. به عنوان مثال، محققان میتوانند روشهای خنککننده هوا و دفع گرما را بر اساس انتخاب روشهای دفع گرمای مایع ترکیب کنند. به این ترتیب، دو یا سه روش میتوانند کاستیهای یکدیگر را جبران کنند و به طور مؤثر عملکرد دفع گرمای خودروهای انرژی نو را بهبود بخشند.
در نهایت، راننده باید هنگام رانندگی، در نگهداری روزانه خودروهای انرژی نو، عملکرد خوبی داشته باشد. قبل از رانندگی، لازم است وضعیت کارکرد خودرو و وجود نقصهای ایمنی بررسی شود. این روش بررسی میتواند خطر خرابی در ترافیک را کاهش داده و ایمنی رانندگی را تضمین کند. پس از رانندگی طولانی مدت، راننده باید مرتباً خودرو را برای بازرسی بفرستد تا بررسی شود که آیا مشکلات احتمالی در سیستم کنترل رانندگی الکتریکی و سیستم دفع حرارت وجود دارد یا خیر تا از تصادفات ایمنی هنگام رانندگی با خودروهای انرژی نو جلوگیری شود. علاوه بر این، قبل از خرید خودروی انرژی نو، راننده باید تحقیقات خوبی برای درک ساختار سیستم محرک باتری لیتیومی و سیستم دفع حرارت خودروی انرژی نو انجام دهد و سعی کند خودرویی با سیستم دفع حرارت خوب انتخاب کند. زیرا این نوع خودرو عمر طولانی و عملکرد برتر خودرو را دارد. در عین حال، رانندگان باید دانش خاصی در مورد نگهداری نیز داشته باشند تا بتوانند با خرابیهای ناگهانی سیستم مقابله کرده و تلفات را به موقع کاهش دهند.
زمان ارسال: 25 ژوئن 2023
