Neljä suurta jäähdytystekniikkaa akkujen lämmönhallintajärjestelmiin
Elektroniikkatuotteissa eniten lämpöä tuottaviin siruihin verrattuna sähköajoneuvojen lämmityskomponentti on akku. Siksi tehoakkujen lämmönhallintateknologian tutkimus on yksi tärkeimmistä projekteista sekä akkuvalmistajille että autoteollisuudelle.
Alkeellisin tapa lämmönpoistoteknologiaan on ilmajäähdytys, joka voidaan jakaa kahteen tyyppiin: aktiivinen jäähdytys ja passiivinen jäähdytys. Sekä aktiivinen että passiivinen lämmönpoisto käyttää ilmaa lämmön kuljettamiseen. Passiivinen lämmönpoisto on suhteellisen yksinkertaista, ja se koostuu pääasiassa ilmanottoaukoista, tuuletusreiteistä ja ilmanpoistoaukoista. Ajoneuvon ollessa liikkeessä lämpö siirtyy pois ilman ja akun välisestä kosketuksesta.
Passiivisen lämmönpoiston suurin haittapuoli on kuitenkin sen riittämätön lämmönpoistotehokkuus. Kun akun syöttö-/lähtötehoa lisätään, lämmöntuotanto lisääntyy ja vaikutus on mitätön. Miten auto voi esimerkiksi latauksen aikana haihduttaa lämpöä ilman ajamista? Siksi aktiivinen lämmönpoisto tehostaa ilmavirtausta ja parantaa lämmönpoistoa lisäämällä puhaltimia ja muita laitteita, jotka imevät ilmaa.
Nestejäähdytysteknologialla on parempi lämmönpoistovaikutus kuin ilmalla, joka vaihtaa lämpöä tehoakun kanssa akun sisälle tai pinnalle jaettujen jäähdytysnesteputkien kautta, mikä johtaa tehokkaampaan lämmönpoistoon. Nestejäähdytyslämmönpoisto saavutetaan sijoittamalla jäähdytysnesteputket tai jäähdytyslevyt (jossa on jäähdytysneste sisällä) suoraan tehoakun sisään ja käyttämällä sitten asiaankuuluvia komponentteja, jotta jäähdytysneste pääsee virtaamaan ja ottamaan pois akun sisäisen lämmön. Nestejäähdytyksen lämmönpoiston avain on myös kohta, joka vaikuttaa suoraan tehoakun lämmönpoistovaikutukseen, joka on jäähdytysnesteputken suunnittelussa, asennuksessa ja virtaussuunnassa. Vain muodostamalla kohtuullinen palautusreitti ja saavuttamalla tasainen lämmönhajoaminen tehoakun kokonaislämmönhäviö voidaan pitää tasaisella lämpötilatasolla ilman, että jotkin lämpötilat ovat liian alhaisia ja toiset liian korkeita, mikä vaikuttaa akun terveyteen.
Viime vuosina on noussut esiin passiivinen lämmönpoistomenetelmä - faasimuutosmateriaalin lämmönpoistotekniikka. Vaiheenmuutosmateriaalit ovat jäähdytysmateriaaleja, jotka voivat imeä tai vapauttaa suuren määrän lämpöä faasimuutoksen aikana ja ylläpitää vakiolämpötilaa ympäröivän lämpötilan säätelemiseksi. Yleisin faasinmuutosmateriaali elämässämme on epäilemättä vesi. Kun lämpötila laskee 0 asteeseen C, vesi muuttuu nestemäisestä kiinteäksi (jäätyy ja vapauttaa lämpöä); Kun lämpötila on yli 0 C astetta, vesi muuttuu kiinteästä nestemäiseksi (liukenemislämmön absorptio).
Edellä mainittujen kolmen lämmönpoistomenetelmän lisäksi on olemassa myös aktiivinen jäähdytystekniikka - lämpösähköinen jäähdytys, energian muunnostekniikka, joka hyödyntää puolijohdemateriaalien Peltier-ilmiötä jäähdytyksen tai lämmityksen aikaansaamiseksi. Tasavirtalähteeseen kytkemisen jälkeen lämpösähköisen jäähdytyslaitteen toisessa päässä oleva lämpö imeytyy, mikä johtaa lämpötilan laskuun, kun taas lämpötila toisessa päässä nousee samanaikaisesti; Lisäksi tämä ilmiö on täysin palautuva, koska virran suunnan muuttaminen voi siirtää lämpöä vastakkaiseen suuntaan.
Klassisimpana teknologiana ilmajäähdytystekniikka ei enää pysty täyttämään tehoakkujen jäähdytystarpeita ja se on korvattu nestejäähdytystekniikalla. Nestejäähdytyksestä on tullut kypsin ja laajimmin käytetty tehoakkujen jäähdytystekniikka. Akun lämmön, akun tehon ja latausnopeuden kasvaessa nestejäähdytys ei kuitenkaan pysty vähitellen täyttämään akun lämmönpoistotarpeita. Siksi syntymässä olevalla faasimuutosmateriaalin lämmönpoistotekniikalla ja lämpösähköisellä jäähdytystekniikalla on suuri potentiaali, mutta molemmat on yhdistettävä muihin teknologioihin parhaiden tulosten saavuttamiseksi. Tällä hetkellä ei ole olemassa ehdottoman korkealaatuista lämmönpoistotekniikkaa, ja tulevaisuuden teknologiatrendi yhdistää useita lämmönpoistotekniikoita vastaamaan erilaisiin lämmönpoistotarpeisiin.
