В настоящее время глобальное загрязнение окружающей среды растет с каждым днем. Выбросы выхлопных газов от автомобилей, работающих на традиционном топливе, усугубили загрязнение воздуха и увеличили глобальные выбросы парниковых газов. Энергосбережение и сокращение выбросов стали ключевой проблемой для международного сообщества.HVCHАвтомобили на новых источниках энергии занимают относительно большую долю на автомобильном рынке благодаря своей высокой эффективности, экологически чистой и не загрязняющей окружающую среду электроэнергии. В качестве основного источника питания для полностью электрических автомобилей широко используются литий-ионные батареи благодаря их высокой удельной энергии и длительному сроку службы.
Литий-ионные батареи выделяют много тепла в процессе работы и разрядки, что серьезно влияет на производительность и срок службы батареи. Рабочая температура литиевой батареи составляет 0–50 ℃, а оптимальная рабочая температура — 20–40 ℃. Накопление тепла в батарейном блоке при температуре выше 50 ℃ напрямую влияет на срок службы батареи, а при температуре выше 80 ℃ батарейный блок может взорваться.
В данной статье, посвященной тепловому регулированию батарей, обобщены технологии охлаждения и отвода тепла литий-ионных батарей в рабочем состоянии с учетом различных методов и технологий теплоотвода, применяемых в стране и за рубежом. С акцентом на воздушное охлаждение, жидкостное охлаждение и охлаждение с фазовым переходом, рассмотрены достижения в области технологий охлаждения батарей и существующие проблемы технического развития, а также предложены направления будущих исследований в области теплового регулирования батарей.
Воздушное охлаждение
Воздушное охлаждение предназначено для поддержания батареи в рабочем состоянии и теплообмена с воздухом, в основном включает в себя принудительное воздушное охлаждение.ПТК-воздухонагреватель) и естественного ветра. Преимуществами воздушного охлаждения являются низкая стоимость, широкая адаптивность и высокая безопасность. Однако для литий-ионных аккумуляторных батарей воздушное охлаждение имеет низкую эффективность теплопередачи и склонно к неравномерному распределению температуры внутри батареи, то есть к плохой равномерности температуры. Воздушное охлаждение имеет определенные ограничения из-за низкой удельной теплоемкости, поэтому необходимо одновременно использовать другие методы охлаждения. Эффект охлаждения при воздушном охлаждении в основном зависит от расположения батареи и площади контакта между каналом воздушного потока и батареей. Параллельная система терморегулирования батарей с воздушным охлаждением повышает эффективность охлаждения системы за счет изменения распределения расстояния между батареями в параллельной системе воздушного охлаждения.
жидкостное охлаждение
Влияние количества вальцов и скорости потока на охлаждающий эффект.
Жидкостное охлаждениеPTC-нагреватель охлаждающей жидкостиЖидкостное охлаждение широко используется для отвода тепла от автомобильных аккумуляторов благодаря своим хорошим теплоотводящим свойствам и способности поддерживать равномерную температуру батареи. По сравнению с воздушным охлаждением, жидкостное охлаждение обладает лучшими теплопередающими свойствами. Жидкостное охлаждение обеспечивает отвод тепла за счет циркуляции охлаждающей среды в каналах вокруг батареи или путем погружения батареи в охлаждающую среду для отвода тепла. Жидкостное охлаждение имеет множество преимуществ с точки зрения эффективности охлаждения и энергопотребления и стало основным методом терморегулирования батарей. В настоящее время технология жидкостного охлаждения используется на рынке, например, в Audi A3 и Tesla Model S. На эффективность жидкостного охлаждения влияют многие факторы, включая форму, материал, охлаждающую среду, расход и перепад давления на выходе. В качестве переменных были выбраны количество каналов и отношение длины к диаметру каналов, и изучено влияние этих структурных параметров на охлаждающую способность системы при расходе 2 С путем изменения расположения входных отверстий каналов. С увеличением отношения высоты максимальная температура литий-ионного аккумуляторного блока снижается, но при увеличении количества бегунов до определенного уровня падение температуры батареи также становится меньше.
Дата публикации: 07.04.2023
