ทิศทางการอัพเกรดเทคโนโลยีการจัดการความร้อนของยานพาหนะพลังงานใหม่

การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่

ในระหว่างกระบวนการทำงานของแบตเตอรี่ อุณหภูมิมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่หากอุณหภูมิต่ำเกินไป อาจทำให้ความจุและกำลังไฟของแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็ว และอาจถึงขั้นลัดวงจรของแบตเตอรี่ได้ความสำคัญของการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่เริ่มมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากอุณหภูมิสูงเกินไปซึ่งอาจทำให้แบตเตอรี่สลายตัว กัดกร่อน ติดไฟ หรือแม้แต่ระเบิดได้อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่กำลังเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จากมุมมองของประสิทธิภาพ อุณหภูมิที่ต่ำเกินไปจะทำให้กิจกรรมของแบตเตอรี่ลดลง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุลดลง และความจุของแบตเตอรี่ลดลงอย่างรวดเร็วการเปรียบเทียบพบว่าเมื่ออุณหภูมิลดลงถึง 10°C ความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่อยู่ที่ 93% ของความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิปกติอย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิลดลงถึง -20°C ความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่จะอยู่ที่เพียง 43% ของความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิปกติ

การวิจัยโดย Li Junqiu และคนอื่นๆ ระบุว่าจากมุมมองด้านความปลอดภัย หากอุณหภูมิสูงเกินไป ปฏิกิริยาข้างเคียงของแบตเตอรี่จะถูกเร่งให้เร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิใกล้ถึง 60 °C วัสดุภายใน/สารออกฤทธิ์ของแบตเตอรี่จะสลายตัว จากนั้น "ความร้อนหนี" จะเกิดขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน สูงถึง 400 ~ 1,000 ℃ แล้วนำไปสู่ ไฟและการระเบิดหากอุณหภูมิต่ำเกินไป จะต้องรักษาอัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ไว้ที่อัตราการชาร์จที่ต่ำกว่า มิฉะนั้นจะทำให้แบตเตอรี่สลายตัวลิเธียมและทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในเกิดเพลิงไหม้

จากมุมมองของอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ไม่สามารถละเลยผลกระทบของอุณหภูมิที่มีต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ได้การสะสมของลิเธียมในแบตเตอรี่ที่มีแนวโน้มที่จะชาร์จที่อุณหภูมิต่ำจะทำให้อายุการใช้งานของแบตเตอรี่เสื่อมลงอย่างรวดเร็วหลายสิบเท่า และอุณหภูมิสูงจะส่งผลอย่างมากต่ออายุการใช้งานตามปฏิทินและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ผลการวิจัยพบว่าเมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ 23 ℃ อายุปฏิทินของแบตเตอรี่ที่มีความจุคงเหลือ 80% คือประมาณ 6238 วัน แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง 35 ℃ อายุปฏิทินจะอยู่ที่ประมาณ 1,790 วัน และเมื่ออุณหภูมิสูงถึง 55 ℃ อายุปฏิทินประมาณ 6238 วันเพียง 272 วันเท่านั้น

ในปัจจุบัน เนื่องจากข้อจำกัดด้านต้นทุนและทางเทคนิค การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่(บีทีเอ็มเอส) ไม่เป็นเอกภาพในการใช้สื่อนำไฟฟ้า และสามารถแบ่งออกเป็นสามเส้นทางทางเทคนิคหลัก: การระบายความร้อนด้วยอากาศ (แอคทีฟและพาสซีฟ) การระบายความร้อนด้วยของเหลว และวัสดุเปลี่ยนเฟส (PCM)การระบายความร้อนด้วยอากาศค่อนข้างง่าย ไม่มีความเสี่ยงต่อการรั่วซึม และประหยัดเหมาะสำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ LFP และรถยนต์ขนาดเล็กในระยะเริ่มแรกผลของการระบายความร้อนด้วยของเหลวจะดีกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ และต้นทุนก็เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับอากาศ ตัวกลางทำความเย็นด้วยของเหลวจะมีลักษณะของความจุความร้อนจำเพาะขนาดใหญ่และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง ซึ่งชดเชยการขาดประสิทธิภาพทางเทคนิคของประสิทธิภาพการทำความเย็นด้วยอากาศต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพหลักของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลในปัจจุบันวางแผน.Zhang Fubin ชี้ให้เห็นในงานวิจัยของเขาว่าข้อดีของการระบายความร้อนด้วยของเหลวคือการกระจายความร้อนอย่างรวดเร็ว ซึ่งสามารถรับประกันอุณหภูมิที่สม่ำเสมอของชุดแบตเตอรี่ และเหมาะสำหรับชุดแบตเตอรี่ที่มีการผลิตความร้อนสูงข้อเสียคือต้นทุนสูง ข้อกำหนดด้านบรรจุภัณฑ์ที่เข้มงวด ความเสี่ยงต่อการรั่วไหลของของเหลว และโครงสร้างที่ซับซ้อนวัสดุเปลี่ยนเฟสมีทั้งประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนและความได้เปรียบด้านต้นทุน และค่าบำรุงรักษาต่ำเทคโนโลยีในปัจจุบันยังอยู่ในขั้นห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีการจัดการความร้อนของวัสดุเปลี่ยนเฟสยังไม่สมบูรณ์และเป็นทิศทางการพัฒนาที่มีศักยภาพมากที่สุดในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ในอนาคต

โดยรวมแล้ว การระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นเส้นทางเทคโนโลยีกระแสหลักในปัจจุบัน โดยมีสาเหตุหลักมาจาก:

(1) ในแง่หนึ่ง แบตเตอรี่แบบไตรภาคนิกเกิลสูงกระแสหลักในปัจจุบันมีเสถียรภาพทางความร้อนแย่กว่าแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต อุณหภูมิควบคุมความร้อนต่ำกว่า (อุณหภูมิการสลายตัว 750 °C สำหรับลิเธียมเหล็กฟอสเฟต และ 300 °C สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาค) และการผลิตความร้อนที่สูงขึ้นในทางกลับกัน เทคโนโลยีการใช้งานลิเธียมเหล็กฟอสเฟตใหม่ เช่น แบตเตอรี่เบลดของ BYD และ CTP ยุค Ningde ช่วยลดโมดูล ปรับปรุงการใช้พื้นที่และความหนาแน่นของพลังงาน และส่งเสริมการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จากเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยอากาศไปจนถึงเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

(2) ได้รับผลกระทบจากคำแนะนำในการลดเงินอุดหนุนและความวิตกกังวลของผู้บริโภคเกี่ยวกับระยะการขับขี่ ระยะการขับขี่ของยานพาหนะไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้น และข้อกำหนดสำหรับความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ก็สูงขึ้นเรื่อยๆความต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวที่มีประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนที่สูงขึ้นได้เพิ่มขึ้น

(3) โมเดลกำลังพัฒนาไปในทิศทางของรุ่นระดับกลางถึงระดับสูง โดยมีงบประมาณด้านต้นทุนที่เพียงพอ การแสวงหาความสะดวกสบาย ความทนทานต่อความเสียหายของส่วนประกอบต่ำ และประสิทธิภาพสูง และโซลูชันการระบายความร้อนด้วยของเหลวนั้นสอดคล้องกับข้อกำหนดมากขึ้น

ไม่ว่าจะเป็นรถยนต์แบบดั้งเดิมหรือรถยนต์พลังงานใหม่ ความต้องการความสะดวกสบายของผู้บริโภคก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ และเทคโนโลยีการจัดการความร้อนในห้องนักบินก็มีความสำคัญเป็นพิเศษในแง่ของวิธีการทำความเย็น คอมเพรสเซอร์ไฟฟ้าถูกนำมาใช้แทนคอมเพรสเซอร์ธรรมดาสำหรับการทำความเย็น และโดยปกติแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อกับระบบทำความเย็นของเครื่องปรับอากาศยานพาหนะแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้ประเภทแผ่นซัด ในขณะที่รถยนต์พลังงานใหม่ใช้ประเภทกระแสน้ำวนเป็นหลักวิธีนี้มีประสิทธิภาพสูง น้ำหนักเบา สัญญาณรบกวนต่ำ และเข้ากันได้กับพลังงานขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสูงนอกจากนี้ โครงสร้างยังเรียบง่าย การทำงานมีเสถียรภาพ และประสิทธิภาพเชิงปริมาตรสูงกว่าชนิดแผ่นซัดถึง 60%%เกี่ยวกับ.ในแง่ของวิธีการทำความร้อน การทำความร้อน PTC(เครื่องทำความร้อนอากาศ PTC/เครื่องทำความร้อนน้ำหล่อเย็น PTC) เป็นสิ่งจำเป็น และยานพาหนะไฟฟ้าไม่มีแหล่งความร้อนที่ไม่มีค่าใช้จ่าย (เช่น สารหล่อเย็นเครื่องยนต์สันดาปภายใน)