バッテリーの熱管理技術

  新エネルギー車の主な種類のひとつとして、電気自動車の販売台数も年々増加しています。 しかし、ゴルフ練習場が短く、充電時間が長く、電気自動車の自然発火や火災事故が発生することが広く批判されています。 これらの問題を考慮して、業界の人々は次のように提唱しました。まず、より高いエネルギー密度、急速な充電と放電、およびより安全な使用を備えたバッテリーを精力的に開発する必要があります。 第二に、バッテリー管理技術と管理手段を改善し、より科学的で完璧なバッテリー管理システムを構築し、バッテリーのパフォーマンスをより良くします。

現在、バッテリーの熱管理技術の研究は、バッテリーを最適な温度範囲内で動作させるために、動作中にバッテリーによって生成された熱をどのようにエクスポートするかに主に焦点を当てています。 現在、純粋な電気自動車に適用される冷却方法は、主に空冷、液体冷却、および直接冷却です。 同時に、電池の熱管理における相変化材料の適用も研究のホットスポットです。

空冷：

空冷は、最初に使用されたパワーバッテリー冷却技術です。 風の流れの力に応じて、自然空冷と強制空冷の2種類があり、空冷システムのエアダクトに応じて、直列冷却と並列冷却の2種類があります。 空冷システムは、液体冷却や直接冷却システムよりも構造が単純で消費電力が少ないという利点があります。 ただし、チャネルレイアウトのため、スペース使用率が低く、水やほこりを防ぐことが難しいため、密集した正方形のソフトパックバッテリーには適していません。 また、外気温が高すぎたり低すぎたりすると、熱管理システムがニーズに応えにくくなり、空調システムの給気冷却が必要になります。 そのため、空冷システムの冷却性能は使用要件を満たすことが難しく、徐々に空冷システムや直接冷却システムに取って代わられています。

液体冷却：

液冷は、最高の総合性能を備えた冷却モードです。 バッテリー液体冷却システムに大きな影響を与える主な要因は、冷却剤の物理的および化学的特性と、冷却パイプラインの流路レイアウトです。 液冷は構造により直接接触と間接接触に分けられます。

直接接触式は、バッテリーをクーラントに浸すタイプで、熱交換効果に優れ、温度均一性に優れているというメリットがありますが、バッテリーパック内外のシール・絶縁性能に高い要求があります。 間接接触タイプは、バッテリーパックにフローチャネルを配置して、フローチャネル内に冷却液を流すことです。 利点は、シーリングと断熱性能の要件を減らすことです。したがって、水、水/グリコール、および低粘度、高熱伝導率、高比熱容量のその他の液体が冷却剤として使用されます。 このように、循環ポンプの回転速度を狭い範囲で調整することにより、冷却強度を広い範囲で調整することができます。

エアコン冷蔵冷却：

直接冷却は、空調冷凍とも呼ばれ、空調システムの冷媒を直接バッテリーパックに導入して冷却することです。これは、バッテリーパックの冷却プレートを空調の蒸発器として使用するのと同じです。システム。 直接冷却システムの利点は、高効率、迅速な応答、および大きな冷却能力です。 その欠点は、主に自動車の空調システムに大きく依存していることです。 夏には、客室とバッテリーシステムが高出力の冷蔵を必要とするため、空調システムの負荷が非常に高くなります。 冬には、客室を継続的に加熱する必要があり、冷却する前にバッテリーパックを予熱する必要があるため、車両の空調システムに大きな課題をもたらします。

相変化材料の冷却：

相変化材料とは、パラフィンなど、一定温度の条件下で材料の状態を変化させ、潜熱を提供できる材料を指します。 相変化材料の熱管理方法は、相変化材料をバッテリーパックに入れ、その高い相変化潜熱を使用して、バッテリーの放電中に発生する熱を吸収することです。 相変化材料自体の温度は、相変化が完了するまでほとんど変化しないため、電池の温度をより安定させることができます。 相変化材料の最大の利点は、構造と操作が最も簡単なことです。 バッテリーと相変化材料のみをバッテリーパックに合理的に配置する必要があります。 プロセス全体で外部システムの介入の必要はなく、温度の均一性は優れています。 さらに、相変化材料は幅広い供給源から来ており、安価です。

電気自動車のバッテリー管理では、熱管理システムはバッテリー管理システムのコアコンポーネントの1つです。 通常の動作では、電気自動車のバッテリーは、バッテリーへのリチウムイオンの埋め込みと埋め込み解除、バッテリーとバッテリーパックへの電流の流れ、およびバッテリーへのさまざまな軽微な副作用により、大量の熱を発生します。 これらの熱をできるだけ早く放出してバッテリーパックに蓄積しないと、バッテリーの温度が上昇します。時間が長すぎるか、温度が許容上限を超えると、バッテリーの寿命に深刻な影響を及ぼします。 、そしてバッテリーでさえも短絡して直接爆発します。