هیت سینک برای میدان انرژی جدید

طراحی سیستم مدیریت حرارتی باتری قدرت:

برای تنظیم دمای باتری به منظور حفظ آن در محدوده دمایی مناسب برای کار باتری؛ برای کاهش اختلاف بین بالاترین دما و کمترین دما در بسته باتری.

ترکیب سیستم خنک کننده مایع

سیستم هیت سینک خنک کننده مایع در حال حاضر یک جهت تحقیقاتی محبوب برای مدیریت حرارتی باتری های قدرت است. شرایط دمایی بهینه بسته باتری را می توان با استفاده از عملکرد مایع خنک کننده که ظرفیت حرارتی زیادی دارد و می تواند گرمای اضافی سیستم باتری را از طریق گردش خون از بین ببرد، به دست آورد.

اجزای اصلی سیستم هیت سینک خنک کننده مایع عبارتند از: پمپ آب الکتریکی، رادیاتور سلولی (خنک کننده غیر مستقیم)، سنسور دما، سیستم تهویه مطبوع (کمپرسور، کندانسور، اواپراتور)، بخاری و مبدل حرارتی آب به آب.

در میان آنها، سیستم تهویه مطبوع وظیفه تامین سرمایش در شرایط دمای بالا را بر عهده دارد. بخاری در شرایط دمای پایین وظیفه گرم کردن مایع خنک کننده را بر عهده دارد.

اصول انتقال حرارت

هدف از طراحی سیستم مدیریت حرارتی انتقال گرمای اضافی باتری برق میدان انرژی جدید در طول فرآیند شارژ و دشارژ، حفظ کارکرد باتری در محدوده مناسب و اختلاف دمای سلول ها در موقعیت های مختلف است. نباید خیلی بزرگ باشد به این ترتیب می توان سرعت پیر شدن باتری را کاهش داد و درجه تمایز بین سلول های مختلف را کاهش داد.

دلیل وجود اشکال خنک کننده مختلف مانند خنک کننده هوا و خنک کننده مایع این است که محیط انتقال حرارت متفاوت است. اصولاً باید از روش های مختلف انتقال حرارت شروع کرد. سه شکل اصلی انتقال حرارت وجود دارد: تابش گرما، رسانش گرما و همرفت.

تابش حرارتی: اجسامی با دمای بالاتر از صفر مطلق تشعشع حرارتی دارند. تابش حرارتی نیازی به رسانه ندارد و نیازی به تماس ندارد و گرما را به صورت امواج الکترومغناطیسی منتقل می کند. گرمای منتقل شده از خورشید به زمین یک فرآیند معمولی تابش حرارتی است.

انتقال حرارت: فرآیند انتقال گرما از یک منطقه با دمای بالا به یک منطقه با دمای پایین از طریق یک محیط. برخلاف تابش حرارتی، هدایت حرارتی مستلزم وجود دو شرط است: اختلاف دما و متوسط.

همرفت: جریان نسبی در یک سیال که توسط اختلاف دما ایجاد می شود.

گرما در داخل سلول باتری قدرت، عمدتاً از طریق رسانش گرما به سطح باتری منتقل می شود و سپس با تابش و همرفت به فضای اطراف پخش می شود. اگر یک سیستم مدیریت حرارتی به سیستم اضافه شود، فرآیند انتقال حرارت تا حدی تغییر می کند. به عنوان مثال، در اتلاف گرمای غیرمستقیم، گرما از سطح باتری به پوسته رادیاتور عمدتاً با هدایت گرما منتقل می شود و سپس پوسته با هدایت گرما به سطح کانال جریان رادیاتور منتقل می شود. گرما از سطح کانال جریان به مایع خنک کننده با هدایت گرما منتقل می شود. ، خنک کننده گرما را به وسیله همرفت به داخل مایع خنک کننده منتقل می کند و جریان اجباری مایع خنک کننده را به بیرون بسته باتری دنبال می کند.

راه حل های مدیریت حرارتی برای بسته های باتری

طرح مدیریت حرارتی بسته باتری شامل سه اقدام است: خنک کردن بسته باتری، پیش گرم کردن بسته باتری در دمای پایین و حفظ حرارت بسته باتری.

خنک کننده بسته باتری

عملکرد خنک کننده سیستم خنک کننده مایع عمدتاً با گردش مایع خنک کننده با دمای پایین انجام می شود. اگر قدرت اتلاف حرارت مورد نیاز نسبتاً کم باشد، به دلیل ظرفیت گرمایی نسبتاً بزرگ خود مایع خنک‌کننده، نیازی به شروع فرآیند چرخه نیست و نیازهای محدوده دمایی تنظیم شده را می‌توان برآورده کرد.

دو شکل اصلی خنک کننده بسته باتری وجود دارد، خنک کننده مستقیم و خنک کننده غیر مستقیم. خنک کننده مستقیم به این معنی است که محیط خنک کننده مستقیماً از سطح سلول جریان می یابد تا گرمای اضافی را از بین ببرد. خنک کننده غیرمستقیم به این معنی است که محیط خنک کننده از طریق کانال های لوله ها و رادیاتور جریان می یابد و رادیاتور برای انتقال گرمای سلول به خنک کننده با سلول در تماس است.

گرم کردن بسته باتری در دمای پایین

در اصل، کمپرسور می تواند عملکرد گرمایشی داشته باشد، اما اثر گرمایش در دمای پایین آن خوب نیست و مصرف برق نسبتاً زیاد است، که تأثیر زیادی بر عمر باتری دارد. خیلی کم یا کمتر از حداقل دمای تخلیه برای تخلیه. بنابراین، فرآیند گرم کردن قبل از راه اندازی خودرو در استراتژی مدیریت حرارتی طراحی شده است.

دو شکل اصلی پیش گرمایش بسته باتری با دمای پایین وجود دارد: گرمایش داخلی و گرمایش خارجی.

گرمایش داخلی، استفاده از برق AC در خارج از بسته باتری برای گرم کردن الکترولیت باتری تا زمانی که به محدوده دمایی بسته باتری برسد. قسمتی که گرما تولید می کند خود باتری است، بنابراین به آن گرمایش داخلی می گویند.

گرمایش خارجی از نیروی خارجی برای گرم کردن محیطی غیر از باتری استفاده می کند، محیط گرما را به باتری منتقل می کند و به تدریج دمای باتری را افزایش می دهد تا به محدوده دمایی مناسب باتری برسد. محیط خارجی شامل محیط هوا و محیط مایع و عناصر مولد گرما شامل PTC و فیلم گرمایشی است.

گرمایش خارجی روش رایج تر است. فرم اجرای کلی به این صورت است که پک باتری داخل آن مجهز به بخاری است که از برق باتری استفاده نمی کند، اما در حالت پارک، منبع تغذیه خارج از بسته باتری را روشن می کند و برق PTC یا PTC را تامین می کند. فیلم گرمایش منبع تغذیه خارجی عموماً انرژی الکتریکی از شبکه بزرگ برق است. بخاری می تواند با توجه به حداکثر توان قابل اجرا بدون نگرانی در مورد اتلاف انرژی الکتریکی کار کند و نرخ گرمایش کلی نسبتاً بالا است.

عایق پک باتری

برای بسته‌های باتری برق میدان انرژی جدید که در مناطق با دمای پایین استفاده می‌شوند، بدنه جعبه معمولاً باید با اقدامات عایق حرارتی طراحی شود تا از دست دادن گرمای پیش‌گرمایش کند شود. هنگامی که وسیله نقلیه برای مدت کوتاهی در حین رانندگی متوقف می شود، باتری از پایین آمدن مجدد دمای کارکرد جلوگیری می کند. آزمایشات نشان داده است که دمای محیط منفی 20 درجه است. در طول فرآیند پیش گرم کردن، باتری تا 25 درجه گرم می شود و خودرو به مدت 8 ساعت در حالت ایستاده می ماند و دما به حدود 18 درجه کاهش می یابد.

اقدامات عایق در هر وسیله نقلیه ای با ویژگی های مدیریت حرارتی ارائه نمی شود. پس از اینکه خودرو از قبل گرم شد و بسته باتری وارد حالت کار شد، خود باتری گرمای زیادی تولید می کند. اگر محیط فوق العاده سرد نباشد و نیازی به پارک طولانی مدت نباشد، می توان دمای کار بسته باتری را با گرمایش خود حفظ کرد.

عوامل اصلی که بر اثر خنک کننده تأثیر می گذارد

دمای مایع خنک کنندهدر طول فرآیند خنک‌سازی، هرچه دمای مایع خنک‌کننده کمتر باشد، حداکثر و حداقل دمای باتری کمتر می‌شود، اما فاصله بین این دو زیاد است. در طول فرآیند گرمایش، هر چه دمای مایع خنک‌کننده بیشتر باشد، اختلاف دمای باتری بیشتر می‌شود. به این معنا که هر چه اختلاف دمای مایع خنک کننده و باتری بیشتر باشد، تفاوت دمایی بین سلول ها در موقعیت های مختلف داخل بسته باتری بیشتر می شود.

این پدیده عمدتاً به درجات مختلف تأثیر تنظیم دمای سیستم مدیریت حرارتی بر روی سلول ها در موقعیت های مختلف مربوط می شود. برخی از سلول ها سطح تماس زیادی با رادیاتور دارند، در حالی که برخی دیگر نسبتا کوچک هستند. از سوی دیگر، در طول گردش مایع خنک کننده در داخل بسته باتری، دما دائما از ورودی به خروجی در حال تغییر است. در مکان‌های مختلف، اختلاف دمای مایع خنک‌کننده و سلول‌هایی با دمای بدن یکسان متفاوت است. فقط طراحی حرارتی دقیق می تواند این مشکل را حل کند، نه صرفاً تنظیم دمای مایع خنک کننده.

جریان مایع خنک کنندههر چه جریان مایع خنک کننده بیشتر باشد، گرمای بیشتری را در همان بازه زمانی از بین می برد. برخی شبیه سازی ها به طور خاص مدل خنک کننده مایع را مشاهده کرده اند، سایر پارامترها بدون تغییر باقی می مانند و تنها جریان مایع خنک کننده تنظیم می شود، اثر جریان مایع خنک کننده بر اثر خنک کننده. با افزایش جریان مایع خنک کننده، حداکثر دمای سیستم باتری کاهش می یابد، اما اختلاف دما افزایش می یابد. پس از عبور از حداکثر اختلاف دما، جریان به افزایش ادامه می دهد و اختلاف دما شروع به کاهش می کند. در روند ادامه افزایش دبی، حداکثر دما و اختلاف دما در یک جهت کاهش یافته است.

در نیمه اول فرآیند افزایش جریان، حداکثر دما کاهش و اختلاف دما افزایش می یابد. دلایل با اثر کاهش مداوم دمای مایع خنک کننده، که مربوط به طراحی ساختار حرارتی خاص است، مطابقت دارد. اثرات خنک کننده متفاوت تغییرات دمایی متفاوتی را به همراه دارد. در نیمه دوم آزمایش افزایش دبی، با افزایش دبی، اختلاف دما شروع به کاهش کرد و به کاهش ادامه داد، زیرا دبی مایع خنک‌کننده نسبت به ظرفیت جذب حرارت تا حدی افزایش یافت. خنک کننده، باتری منتقل شده به گرمای خنک کننده نسبتاً کوچک است. به این ترتیب، از یک طرف، تأثیر روی دمای مایع خنک‌کننده کوچک‌تر می‌شود و اختلاف دما بین مایع خنک‌کننده در موقعیت‌های مختلف نزدیک ورودی سیستم کوچک‌تر و کوچک‌تر می‌شود. از سوی دیگر، تفاوت در ظرفیت انتقال حرارت ناشی از تفاوت در ناحیه انتقال حرارت سلول‌های مختلف، نسبتاً کمتر است. در نتیجه، اختلاف دمای کلی سیستم همچنان کاهش می یابد.

اما ترافیک نمی تواند همچنان افزایش یابد. از یک طرف به میزان انرژی مصرفی مربوط می شود و انتخاب جریانی با بهترین عملکرد هزینه اجتناب ناپذیر است. از طرف دیگر، حفظ دبی زیاد برای مدت طولانی، آزمایشی برای قدرت سیستم گردش مایع خنک کننده است، ممکن است عمر تجهیزات کاهش یابد و در عین حال، خطر حوادث افزایش می یابد.

تگ های محبوب: هیت سینک برای میدان انرژی جدید، چین، تامین کنندگان، تولید کنندگان، کارخانه، سفارشی، نمونه رایگان، ساخت چین, Vloeibare koue plaat, Vakuum gesoldeerde vloeistofafgekoelde plate, Vakuum solder vloeistof koelverwarming