System chłodzenia cieczą do zarządzania ciepłem
akumulatorów litowo-jonowych
Rozwój pojazdów elektrycznych znacznie przyspieszył w ostatnich latach ze względu na rosnące obawy dotyczące zużycia paliw kopalnych i emisji dwutlenku węgla z rury wydechowej. Akumulatory litowo-jonowe są obecnie najczęściej stosowanym źródłem zasilania pojazdów elektrycznych ze względu na ich wysoką gęstość energii, niski współczynnik samorozładowania, niskie wymagania konserwacyjne, długą żywotność, niewielką wagę i zwartą konstrukcję. Jednak na wydajność akumulatorów litowo-jonowych duży wpływ ma temperatura robocza. Idealny zakres temperatur roboczych dla akumulatorów litowo-jonowych wynosi od 25 do 40 stopni, a maksymalna różnica temperatur między różnymi akumulatorami jest mniejsza niż 5 stopni. Praca w środowisku o niskiej lub wysokiej temperaturze doprowadzi do pogorszenia wydajności baterii, skrócenia żywotności, a nawet niekontrolowanej temperatury. Dlatego doskonały system zarządzania temperaturą baterii (BTMS) jest bardzo potrzebny do zapewnienia bezpiecznej i wydajnej pracy baterii litowo-jonowych.
Zgodnie z różnymi strategiami chłodzenia, BTMS można podzielić na pasywny system chłodzenia, aktywny system chłodzenia i hybrydowy system łączący pasywny i aktywny. W pasywnych systemach chłodzenia nie ma dodatkowego zużycia energii, ale nie mogą one również sterować systemem chłodzenia w celu zmiany szybkości chłodzenia. Wdrażanie specjalnych materiałów lub struktur rozpraszania ciepła na powierzchni akumulatorów litowo-jonowych w celu osiągnięcia wysokich zdolności wymiany ciepła między akumulatorem a środowiskiem zewnętrznym. Typowe przykłady obejmują naturalną konwekcję powietrza, materiały zmiennofazowe (PCM) i rurki cieplne.
Pasywne chłodzenie powietrzem ma niską wydajność chłodzenia i nie nadaje się do chłodzenia akumulatorów litowo-jonowych o dużej gęstości energii. PCM są zdolne do magazynowania i uwalniania dużych ilości energii podczas rozmrażania iw ostatnich latach cieszą się coraz większym zainteresowaniem. Główne zalety włączenia PCM do BTMS to dobra jednorodność temperatury ogniw i elastyczna geometria. Jednak niska przewodność cieplna PCM utrudnia szybkość rozpraszania ciepła przez akumulator, co stwarza poważne ukryte zagrożenia w warunkach szybkiego ładowania i rozładowania. Dlatego bardzo ważne jest opracowanie systemu zarządzania temperaturą akumulatora dla nowych pojazdów elektrycznych o doskonałej wydajności rozpraszania ciepła.
