در حال حاضر، آلودگی جهانی روز به روز در حال افزایش است. انتشار گازهای خروجی از اگزوز خودروهای با سوخت سنتی، آلودگی هوا را تشدید کرده و انتشار گازهای گلخانهای جهانی را افزایش داده است. صرفهجویی در مصرف انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانهای به یک مسئله کلیدی و مورد توجه جامعه بینالمللی تبدیل شده است (اچ وی سی اچخودروهای انرژی نو به دلیل انرژی الکتریکی با راندمان بالا، پاک و غیرآلاینده، سهم نسبتاً بالایی در بازار خودرو دارند. باتریهای لیتیوم-یونی به عنوان منبع اصلی انرژی خودروهای الکتریکی خالص، به دلیل انرژی ویژه بالا و عمر طولانی، به طور گسترده مورد استفاده قرار میگیرند.
باتریهای لیتیوم-یون در فرآیند کار و دشارژ، گرمای زیادی تولید میکنند و این گرما به طور جدی بر عملکرد و عمر باتری لیتیوم-یون تأثیر میگذارد. دمای کار باتری لیتیوم-یون 0 تا 50 درجه سانتیگراد است و بهترین دمای کار 20 تا 40 درجه سانتیگراد است. تجمع گرما در باتری بالاتر از 50 درجه سانتیگراد مستقیماً بر عمر باتری تأثیر میگذارد و هنگامی که دمای باتری از 80 درجه سانتیگراد فراتر رود، ممکن است باتری منفجر شود.
این مقاله با تمرکز بر مدیریت حرارتی باتریها، خلاصهای از فناوریهای خنکسازی و دفع حرارت باتریهای لیتیوم-یونی در حالت کار را با ادغام روشها و فناوریهای مختلف دفع حرارت در داخل و خارج از کشور ارائه میدهد. با تمرکز بر خنکسازی با هوا، خنکسازی با مایع و خنکسازی با تغییر فاز، پیشرفتهای فعلی فناوری خنکسازی باتری و مشکلات توسعه فنی فعلی بررسی شده و موضوعات تحقیقاتی آینده در مورد مدیریت حرارتی باتری پیشنهاد شده است.
خنک کننده هوا
خنکسازی با هوا برای نگهداشتن باتری در محیط کار و تبادل گرما از طریق هوا است، که عمدتاً شامل خنکسازی با هوای اجباری (بخاری هوای PTC) و باد طبیعی. مزایای خنکسازی با هوا عبارتند از هزینه کم، سازگاری گسترده و ایمنی بالا. با این حال، برای بستههای باتری لیتیوم-یونی، خنکسازی با هوا راندمان انتقال حرارت پایینی دارد و مستعد توزیع دمای ناهموار بسته باتری، یعنی یکنواختی دمای ضعیف است. خنکسازی با هوا به دلیل ظرفیت گرمایی ویژه پایین، محدودیتهای خاصی دارد، بنابراین باید همزمان به سایر روشهای خنکسازی مجهز شود. اثر خنکسازی خنکسازی با هوا عمدتاً مربوط به چیدمان باتری و سطح تماس بین کانال جریان هوا و باتری است. ساختار سیستم مدیریت حرارتی باتری با خنکسازی موازی با هوا، با تغییر توزیع فاصله باتری بسته باتری در سیستم خنکسازی موازی با هوا، راندمان خنکسازی سیستم را بهبود میبخشد.
خنککننده مایع
تأثیر تعداد راهگاهها و سرعت جریان بر اثر خنککنندگی
خنککننده مایع (بخاری خنک کننده PTC) به دلیل عملکرد خوب در دفع حرارت و توانایی حفظ یکنواختی دمای مناسب باتری، به طور گسترده در دفع حرارت باتریهای خودرو استفاده میشود. در مقایسه با خنککننده هوا، خنککننده مایع عملکرد انتقال حرارت بهتری دارد. خنککننده مایع با جریان دادن محیط خنککننده در کانالهای اطراف باتری یا با خیساندن باتری در محیط خنککننده برای گرفتن گرما، دفع حرارت را انجام میدهد. خنککننده مایع از نظر راندمان خنککننده و مصرف انرژی مزایای زیادی دارد و به جریان اصلی مدیریت حرارتی باتری تبدیل شده است. در حال حاضر، فناوری خنککننده مایع در بازار مانند آئودی A3 و تسلا مدل S استفاده میشود. عوامل زیادی وجود دارند که بر اثر خنککننده مایع تأثیر میگذارند، از جمله تأثیر شکل لوله خنککننده مایع، جنس، محیط خنککننده، سرعت جریان و افت فشار در خروجی. با در نظر گرفتن تعداد راهگاهها و نسبت طول به قطر راهگاهها به عنوان متغیر، تأثیر این پارامترهای ساختاری بر ظرفیت خنککننده سیستم با سرعت تخلیه 2 درجه سانتیگراد با تغییر چیدمان ورودیهای راهگاه مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش نسبت ارتفاع، حداکثر دمای بسته باتری لیتیوم-یون کاهش مییابد، اما تعداد دوندهها تا حدی افزایش مییابد و افت دمای باتری نیز کمتر میشود.
زمان ارسال: آوریل-07-2023
