تحليل الحلول المبتكرة لأنظمة الإدارة الحرارية للبطارية

أهمية نظام الإدارة الحرارية للبطارية

نظام الإدارة الحرارية للبطارية هو نظام مصمم للتحكم في درجة حرارة البطارية. مع التطور السريع للسيارات الكهربائية ومركبات الطاقة الجديدة, أصبحت البطاريات جزءًا لا غنى عنه في المركبات. لكن, البطاريات عرضة لارتفاع درجة الحرارة والتبريد الزائد أثناء الاستخدام, والذي بدوره يؤثر على أداء البطارية, حياة, وحتى السلامة. لذلك, يتمثل دور نظام الإدارة الحرارية للبطارية في تنظيم درجة حرارة البطارية على الفور والحفاظ على البطارية في نطاق درجة حرارة عمل جيد. متطلبات الناس لمجموعة السيارات الكهربائية, ووقت الشحن أصبح أعلى وأعلى, يعد النظام الفعال للإدارة الحرارية للبطارية أمرًا مهمًا لتحسين الأداء العام لحزمة البطارية.

خصائص نظام الإدارة الحرارية للبطارية

ينقسم نظام الإدارة الحرارية للبطارية بشكل أساسي إلى نوعين نشط وسلبي. نظام الإدارة الحرارية النشط يتم من خلال التحكم في نظام التبريد/التدفئة لضبط درجة حرارة البطارية في الوقت المناسب, نظام تحكم شائع الاستخدام لـ PWM (تعديل عرض النبض) نظام. يتم نظام الإدارة الحرارية السلبية من خلال تصميم هيكل معقول, مثل تحسين الأسلاك بالوعة الحرارة, زيادة بالوعة الحرارة, إلخ. لتحسين قدرة تبديد الحرارة البطارية, لتحقيق الغرض من الإدارة الحرارية. فضلاً عن ذلك, يمكن أيضًا تقسيم نظام الإدارة الحرارية لبطارية EV إلى قابل للتعديل وغير قابل للتعديل. قابل للتعديل نظام الإدارة الحرارية للمركبة بواسطة وحدة التحكم في السيارة للمراقبة والتحكم في درجة حرارة البطارية في الوقت الفعلي, في نفس الوقت سوف يعتمد على سرعة السيارة, حمولة, وعوامل أخرى للتعديل الذكي. يتحكم نظام الإدارة الحرارية للمركبة الكهربائية غير القابل للتعديل في درجة حرارة البطارية من خلال منطق التحكم المصمم مسبقًا ولا يمكن تعديله ديناميكيًا. كل نظام إدارة حرارية له خصائصه ومزاياه, ونظام الإدارة الحرارية السائلة هو السائد حاليًا على المستوى الدولي.

Typical Analysis – Tesla

تستخدم تسلا بطاريات أسطوانية ذات سطح تلامس صغير, مما يجعل تبديد الحرارة مهمة صعبة. 18650 الخلايا المفردة لديها قدرة صغيرة, وبالتالي فإن عدد الخلايا المفردة في حزمة البطارية مرتفع بشكل خاص, مما يزيد من صعوبة تناسق درجة حرارة البطارية. لذلك, لقد وضعت تسلا الكثير من التفكير في تصميم الإدارة الحرارية, ويمكن رؤية بعض أفكار التصميم في براءات الاختراع المتاحة للجمهور. لأجل شئ واحد, صممت شركة تسلا مشتتًا حراريًا على شكل ثعبان. من هنا, يتطابق انحناء كل المشتت الحراري مع الشكل الأسطواني, ومن المحتمل أن يحقق مساحة اتصال تبلغ نصف دائرة, مما يعزز التوصيل الحراري للنواة الكهربائية والعالم الخارجي, ويقلل من المقاومة الحرارية. تتصل كل لوح معدني بقنوات المشتت الحراري الرئيسية على الجانبين الأيسر والأيمن. ثانيًا, Tesla uses a method similar to the “two-way cooling” method mentioned earlier, أي., يتم عكس اتجاه قنوات التبريد اليسرى واليمنى, مع تدفق الجانب الأيسر للأعلى من الأسفل والجانب الأيمن للأسفل من الأعلى, لمنع درجات الحرارة غير المتساوية بين الأعلى والأسفل. وتنقسم أنابيب التبريد إلى أربع فتحات. لمنع ارتفاع درجة حرارة سائل التبريد تدريجيًا أثناء التدفق, مما قد يؤدي إلى سوء تبديد الحرارة في النهاية, يعتمد نظام الإدارة الحرارية على تصميم التدفق ثنائي الاتجاه, مع طرفي أنابيب التبريد بمثابة منافذ الدخول والخروج. بين البطاريات وبين البطاريات والأنابيب مملوءة بمواد عازلة كهربائياً ولكنها موصلة للحرارة (على سبيل المثال, ستيكاست 2850 قيراط), الذي يخدم (1) تغيير شكل الاتصال بين البطاريات وأنابيب التبريد من ملامسة الخط إلى ملامسة السطح وزيادة كفاءة نقل الحرارة. (2) تعزيز التبادل الحراري بين البطاريات, مما يساعد على تحسين توحيد درجة الحرارة بين البطاريات المفردة (أي ما يعادل المعادلة الحرارية السلبية). (3) زيادة السعة الحرارية الإجمالية لحزمة البطارية, مما يقلل من ارتفاع متوسط ​​درجات الحرارة بشكل عام. البطارية مرتبطة بالقشرة, وهو مصنوع من مزيج من الأجزاء البلاستيكية وأجزاء من صفائح الألمنيوم (سمك 0.35 ملم) (ينصب البلاستيك), يسهل هيكل لوحة الألومنيوم نقل الحرارة من البطارية إلى الحواف, مما يجعل من السهل تحقيق تبديد الحرارة للوحدة, and the plastic parts are used for insulation as well as being jammed into each other to form a battery cell Compared to the aggressive Tesla, يستخدم فولت من جنرال موتورز خلية مربعة أكثر قوة والتي تبذل أيضًا الكثير من الجهد في الإدارة الحرارية. نظرًا لأن سطح التلامس للخلايا المربعة كبير نسبيًا, أضافت جنرال موتورز سقاطة حرارية مباشرة بين كل خليتين, ومن خلالها يتم نقل الحرارة إلى دائرة التبريد الموجودة بالأسفل. ربما لأن تأثير السقاطة الحرارية أكبر من تأثير سطح التلامس السربنتيني لسيارة تسلا ومقاومة حرارية أقل, لم تصمم جنرال موتورز تدفقًا ثنائي الاتجاه للتحكم في اختلاف درجات الحرارة, والذي قد يكون مرتبطًا أيضًا بحقيقة أن حزمة بطارية فولت لا تحتوي على الكثير من المونومرات, والتوازن العام أفضل.

لخص

تهدف برامج الإدارة الحرارية المختلفة للبطارية إلى زيادة كفاءة تبديد الحرارة عن طريق زيادة قنوات تبديد الحرارة. باستخدام وسائط الموصلية الحرارية العالية, يتم زيادة معدل التوصيل الحراري. التوصيل الحراري وتبديد الحرارة من خلال التبريد النشط. لكن, سيكون لحلول الإدارة الحرارية المختلفة للبطارية اختلافات معينة بسبب استخدام وسائط موصلة حرارية مختلفة, مسارات وقنوات تبديد الحرارة, منطقة تبديد الحرارة ونسب منطقة تبديد الحرارة الفعالة, وسائط التبريد, ترتيب لوحة الباردة, وتأثيرات المشتت الحراري. حل TKT EV هي شركة مصنعة ذات خبرة لأنظمة الإدارة الحرارية للبطارية. لدينا تعاون وثيق مع القمة 500 شركات السيارات العالمية. يسعدنا أن نكون شريكك الممتاز. لا تتردد في الاتصال بنا للحصول على أي أفكار واقتراحات حول نظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائية. وسوف نقوم بالرد عليك فورا.