Akun lämmönhallintatekniikka

Lämmönhallinta tarkoittaa lyhyesti prosessia, jossa kohdekohteen lämpötilaa ja lämpötilaeroa säädetään ja ohjataan käyttämällä komponenttien, kuten akkujen, lämmitys- tai jäähdytysmenetelmiä. Perusperiaatteet ovat lämmönjohtavuus, konvektiivinen lämmönsiirto tai lämpösäteily, joihin kaikkiin liittyy lämpötilaeroja. Siksi lämmönhallintaprosessi vaatii energiankulutusta lämpötilaeron luomiseksi kohteen ja ulkoisen ympäristön välille.

Sen sovellusskenaariot ovat hyvin erilaisia, ja sitä on käytetty laajalti teollisuudessa, viestinnässä, kulutuselektroniikassa, palvelimissa, energian varastoinnissa, uusissa energiaajoneuvoissa ja muissa skenaarioissa. Sillä on erittäin myönteinen vaikutus siihen liittyvien laitteiden tai elektronisten komponenttien normaaliin ja vakaaseen toimintaan. Lähitoimialojen nopean kehityksen myötä myös lämmönhallintateollisuus saa yhä enemmän huomiota.

Lämmönhallinnan merkitys:

Lämmönhallinta voi estää ylikuumenemisen ja järjestelmän vikoja. Lämmönhallintaan liittyvien sovellusskenaarioiden nopean kehityksen myötä niihin liittyvien laitteiden toiminnot lisääntyvät ja komponenttien työ kerää suuren määrän lämpöä. Liiallinen lämmön kerääntyminen voi johtaa elektronisten komponenttien vaurioitumiseen, laitteiden suorituskyvyn heikkenemiseen ja jopa koko järjestelmän romahtamiseen. Järkevillä lämmönhallintatoimenpiteillä lämpöä voidaan hajauttaa tehokkaasti, mikä varmistaa järjestelmän toiminnan sopivalla lämpötila-alueella ja parantaa järjestelmän luotettavuutta.

Lämmönhallinta voi parantaa energian hyötysuhdetta. Uusissa energiaajoneuvoissa korkea tai matala työympäristö voi vaikuttaa akun suorituskykyyn ja siten vaikuttaa uusien energiaajoneuvojen valikoimaan. Toteuttamalla järkeviä ja tehokkaita lämmönhallintastrategioita työlämpötila voidaan pitää kohtuullisessa lämpötilassa, mikä vähentää energiankulutusta ja käyttökustannuksia.

Lämmönhallintatekniikoiden tyypit:

Esimerkiksi sähköajoneuvojen alalla nykyiset lämmönhallintaratkaisut voidaan jakaa karkeasti neljään tyyppiin: ilmajäähdytys, nestejäähdytys, suorajäähdytys ja vaiheenmuutosmateriaalit.

Ilmajäähdytys on yleinen ja yksinkertainen tapa lämmönpoistoon, jossa käytetään luonnollista ilmavirtaa tai puhaltimia puhaltamaan pois jäähdyttimen absorboima lämpö. Sen etuna on alhainen hinta, yksinkertainen asennus, luotettavuus ja helppo huolto, mutta ympäristö vaikuttaa siihen suuresti, ja varhaiset sähköajoneuvojen sovellukset olivat yleisempiä.

Nestejäähdytys voidaan jakaa kylmälevynestejäähdytykseen ja upotusnestejäähdytykseen. Kylmälevynestejäähdytys on epäsuora lämmönpoistomenetelmä, joka käyttää kylmälevyssä olevaa jäähdytysnestettä lämmön vaihtamiseen akun kanssa koskettamalla jäähdytyslevyä ja poistamalla lämpöä jäähdytyskanavan kautta. Upotusnestejäähdytys on lämmönpoistomenetelmä, jolla akkumoduulit upotetaan eristettyyn jäähdytysnesteeseen lämmönvaihtoa varten. Nestejäähdytyksen etuna on korkea lämmönsiirtotehokkuus ja tasainen lämpö, ​​mutta sen hinta on suhteellisen korkea.

Kylmäaineen suorajäähdytys tarkoittaa kylmäaineen käyttöä koko ajoneuvon ilmastointijärjestelmästä kylmäaineen ohjaamiseksi suoraan akun sisäiseen höyrystimeen. Kylmäaine haihtuu höyrystimessä ja ottaa tehokkaasti lämmön pois akkujärjestelmästä. Tämä rakenne on yksinkertainen ja helppo purkaa, ja sen ylläpitokustannukset ovat alhaiset myöhemmässä vaiheessa. Suora lämmitys ei kuitenkaan ole mahdollista ja lisälämmitysjärjestelmiä on lisättävä.

Vaiheenmuutosmateriaalit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: epäorgaaniset faasinmuutosmateriaalit, orgaaniset faasinmuutosmateriaalit ja komposiittifaasinmuutosmateriaalit. Sen endoterminen ja eksoterminen prosessi varmistaa vakaan järjestelmän lämpötilan ja voi saavuttaa likimääräisen vakiolämpötilavaikutuksen, jota on sovellettu monilla aloilla. Sillä on yksinkertainen rakenne, pieni massa ja valtavat piilevät lämpöominaisuudet, mutta korkeat vaihtokustannukset ja huono vakaus.

Liitännäistoimialojen kehittyessä valmistajat ovat arvostaneet yhä enemmän energiankulutuksen ja turvallisuuden tärkeyttä asianomaisissa osastojen toimesta sekä asiakkaiden kysyntää vastaavien tuotteiden vakaudelle. Sen ominaisuudet ylläpitävät järjestelmän vakautta, parantavat suorituskykyä, parantavat turvallisuutta ja alentavat kustannuksia ovat myös alan sisäpiiriläisten suosimia. Siksi siihen liittyvän materiaaliteknologian jatkuvan kehityksen myötä ratkaisuja otetaan käyttöön yhä enemmän ja lämmönhallinnan sovellusskenaarioita laajennetaan entisestään.