Výzkum tepelného managementu ponořených baterií
Výkon, životnost a bezpečnost baterií úzce souvisí s teplotou. Vysoká teplota a nerovnoměrné rozložení teplot výrazně sníží životnost baterie a účinnost nabíjení a vybíjení. Pokud teplota nadále stoupá a dosáhne kritické teploty tepelného úniku baterie, způsobí to vznícení nebo dokonce explozi baterie. Na druhé straně se vnitřní odpor, tvorba tepla a spotřeba energie lithium-iontových baterií zvýší v prostředí s nízkou teplotou. Proto je velmi důležité ovládat baterii, aby pracovala v optimálním teplotním rozsahu, snižovala maximální teplotní rozdíl mezi bateriemi a zajišťovala rovnoměrnost teploty mezi jednotlivými články.
V posledních letech, s neustálým zlepšováním požadavků na systém řízení teploty baterií, jsou systémy chlazení kapalin stále více používány v řízení teploty baterií. Používají hlavně studené desky, vodní pláště, žebra chladiče a další kapaliny pro řízení teploty baterie způsobem bez přímého kontaktu, ale metoda nepřímého kontaktu snižuje rozptyl tepla kapaliny / účinnost ohřevu.
Struktura a princip systému tepelného hospodářství
Systém tepelného managementu baterií s přímým kontaktem s kapalinou, který je studován v tomto článku, zahrnuje bateriové sady, bateriové boxy, radiátory, elektronicky řízené dvoupolohové třícestné ventily, olejová čerpadla, filtry a průchozí ohřívače PTC.
V systému tepelného managementu baterie s přímým kontaktem s kapalinou je schránka baterie naplněna kapalinou a baterie je zcela ponořena do kapaliny, což vyžaduje, aby kapalina měla dobrou izolaci. Silikonový olej má výhody velké měrné tepelné kapacity, dobré tepelné vodivosti, středního a nízkého viskozitního koeficientu, vysokého bodu vznícení, dobré izolace a dobré tekutosti při nízkých teplotách. Po komplexní analýze je jako cirkulační médium systému tepelného managementu vybrán silikonový olej s hustotou 960 kg/m3, měrnou tepelnou kapacitou 1510 J/(kg·K) , tepelnou vodivost 0,157 W/(m·K), kinematickou viskozitu 0.003 84 m2 /s a bod tuhnutí -60'C.
Během odvodu tepla regulátor ovládá dvoupolohový třícestný ventil pro připojení radiátoru k okruhu, uzavření topného okruhu a realizaci funkce odvodu tepla systému; během ohřevu regulátor ovládá dvoupolohový třícestný ventil pro připojení PTC ohřívače k okruhu, uzavření okruhu odvodu tepla a realizaci topné funkce systému.
