バッテリー冷却システムの種類

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バッテリー冷却システムの紹介

パワーバッテリーの冷却性能は、バッテリーの効率、耐用年数、安全性に大きな影響を与えます。これは、バッテリが充電および放電中に熱を発生し、温度が上昇するという事実によるものです。これは、内部抵抗、電圧、SOC、使用可能容量、充放電効率、およびバッテリ寿命など、多くのバッテリ特性およびパラメータに影響を与えます。電気自動車のリチウムイオンバッテリーの理想的な動作温度を達成するために、アクティブおよびパッシブバッテリー熱管理システム (BTMS) は、エンジニアが過熱とバッテリー性能の低下の問題に対処するための主要な手段です。

高エネルギー密度および高航続距離に向けた新エネルギー車用バッテリーの急速な開発は、バッテリー熱管理システムの温度および制御の必要性もさらに高まっていることを意味します。

より良い温度制御を実現するために、液体冷却プレートは技術的要件と品質品質を徐々に改善し、単一の車両の価値と使用が大幅に向上すると予想されます。同時に、下流の新エネルギー車業界の需要は大幅に増加しており、新エネルギー車の熱管理システムの下流の特定のカテゴリとモデルは、生産規模の効果を達成することが期待されており、製品サプライチェーンの成長の可能性は巨大です。

バッテリーパックの冷却方法

電気自動車のバッテリーパックには、空冷、液体冷却、直接冷媒冷却の XNUMX つの主な冷却方法があります。

空冷

現在、主流の冷却は依然として空冷であり、熱伝達媒体として空気を使用する空冷です。

空冷には 1 つの一般的なタイプがあります。 2. バッテリーシステムに入る前に外気を予熱または冷却できるアクティブ空冷。このタイプの冷却は実現が容易で低コストですが、冷却効果は低くなります。 Hongguang MINI EV などの主流の小型電気自動車や、初期の売れ筋電気自動車はすべて、このバッテリー冷却方法を使用しています。

参考文献:アクティブ VS パッシブ熱管理

液体冷却

液体冷却 より優れた冷却効果があります。空冷と比較して、媒体として冷媒を使用するシステムは、比熱容量が数十倍高く、熱伝達係数が高くなります。また、温度と温度差が大幅に低下することで、バッテリーパックの効率、安定性、耐久性が大幅に向上します。ただし、液体冷却では、バッテリーパックの気密性に対する要求が高く、コストも高くなる可能性があります。

冷媒直冷

直接冷却は冷媒を熱伝達媒体として使用し、気液相変化プロセス中に大量の熱を吸収し、冷却液体と比較してXNUMX倍以上の熱伝達効率を高め、バッテリーシステムからより多くの熱を取り除きます素早く。ただし、このシステムはデュアル蒸発器システムであり、バッテリーの加熱がなく、凝縮液の保護がなく、冷媒の温度を簡単に制御できず、冷媒システムの寿命が短くなります。

パワーセルの冷却ソリューションを選択する場合、Trumonytechs は優先ソリューションとして液体冷却をお勧めします。現在は空冷が主流の冷却方式ですが、電池の開発は高エネルギー密度化が進む傾向にあり、熱暴走による悪影響がますます大きくなるため、高エネルギー密度電池の安全性には特に注意が必要です。
水冷式ソリューションには、伝熱能力、伝熱の一貫性、パックの密閉性、および NVH の点で独自の利点があります。
XNUMX つ目の理由は、液体冷却が従来の車両で長い間使用されており、十分に確立されたサプライチェーンがあり、設計とプロセスが安定していれば、バッテリーシステムのコストを効果的に制御できることです。

液体冷却ソリューションケース

現在主流の新エネルギー車のほとんどは、熱管理に液体冷却ソリューションを使用しています。以下では、テスラを例として取り上げ、テスラがどのように実行しているかについて簡単に説明します。 ヒートパイプ冷却 そのバッテリーパックの。

テスラは、バッテリーの熱管理に液体冷却ソリューションを使用しています。各テスラには、特別な液体サイクル温度管理システムが装備されており、各バッテリーの周りに配置されています。使用されるクーラントは、水 50% とグリコール 50% の混合物で、色は緑色です。

クーラントはパイプを通って流れ、最終的に車両のヘッドにある熱交換器で放散されてバランスのとれたバッテリー温度を維持し、局所的な高温がバッテリーの性能に影響を与えるのを防ぎます。テスラの バッテリー熱管理システム バッテリーパックの温度を±2°Cに制御できるため、バッテリープレートの温度を効果的に制御できます。

たとえば、モジュールの水冷システムは、各モジュールに流れる冷却液の温度が同じになるように並列に構築されています。

複雑さと生産コストを削減する方法

液体冷却ソリューションは、高性能コンピューティング、ゲーム、および効率的な熱放散が必要なその他の業界でますます人気が高まっています。液体冷却ソリューションの開発には、熱源から冷却剤に効率的に熱を伝達し、システム外に放散できるシステムの設計とエンジニアリングが含まれます。ただし、液体冷却ソリューションの開発にはいくつかの課題と困難が伴います。これらについては、以下で説明します。

システムの複雑さ: 液体冷却システムは、従来の空冷システムよりも複雑で、ポンプ、ラジエーター、チューブ、クーラントなどの追加コンポーネントが必要です。これらの追加コンポーネントはシステムを複雑にし、設計と製造をより困難にします。
漏れのリスク: 液体冷却システムは漏れの影響を受けやすく、コンポーネントに損傷を与え、安全上の問題を引き起こす可能性があります。メーカーは、設計が漏れ防止であることを確認し、漏れが発生した場合にそれを検出して対処するためのプロトコルを開発する必要があります。
メンテナンス要件: 液体冷却システムが適切に機能するためには、定期的なメンテナンスが必要です。これには、クーラントの交換、ラジエーターのクリーニング、漏れのチェックが含まれます。メンテナンスには時間と費用がかかり、特殊なツールと知識が必要になる場合があります。
互換性の問題: すべてのコンポーネントが液体冷却システムと互換性があるわけではありません。たとえば、一部のマザーボードには、液体冷却ブロックに必要なフィッティングや取り付けポイントがない場合や、追加のアダプターやブラケットが必要な場合があります。メーカーは、自社のシステムが広く採用されるように、自社の設計が幅広いコンポーネントと互換性があることを確認する必要があります。
コスト: 液体冷却システムは、追加のコンポーネントと複雑さが伴うため、開発と製造に費用がかかる可能性があります。これにより、消費者がアクセスしにくくなり、市場での採用が制限される可能性があります。

性能とコストの要件の組み合わせによって駆動される新エネルギー車では、軽量、優れた熱伝導性、強力な耐腐食性およびその他の耐疲労性、および優れたプロセス性能を備えたパワーバッテリー液冷プレートが必要です。同時に、急速充電やハイレンジなどのテクノロジーのトレンドの下で、バッテリーユニットの発熱が増加し、バッテリーの冷却能力に対する要求も高まっています。