Sähköauton akun lämmönhallinta
Uusi energiaajoneuvo on Kiinan tukema hanke. Se on kehittynyt nopeasti viime vuosina. Myös sähköajoneuvojen koko ajoneuvoteknologiaa ja osateknologiaa uudistetaan jatkuvasti ja uusia teknologioita ja prosesseja otetaan käyttöön jatkuvasti. Lämmönpoiston alalla sähköajoneuvojen lämmönpoiston avainkohta on tehoakkujen ja säätimien lämmönpoisto. Hyvä työ näiden kahden kappaleen lämpösuunnittelussa on myös välttämätön tae sähköajoneuvojen vakaalle toiminnalle.
Akkujen turvallinen toiminta riippuu suuresti ympäristön lämpötilasta. Litiumparistojen käyttölämpötila on 0-50 astetta ja optimaalinen käyttölämpötila on 20-40 astetta. Jos lämpötila ylittää 50 astetta, akun lämmön kerääntyminen vaikuttaa suoraan akun käyttöikään. Kun akun lämpötila ylittää 80 astetta, akku voi räjähtää. Vuonna 2023. Sähköautojen myyntimäärä Kiinassa on peräti 9,4 miljoonaa yksikköä. Siksi sosiaaliturvaonnettomuuksien vähentämiseksi akkujen, jotka ovat sähköajoneuvojen ydinkomponentteja, lämmönhallintasuunnittelu on erityisen tärkeää.
Akun lämmönhallintajärjestelmä sisältää aktiiviset ja passiiviset tilat, ja aktiivinen lämmönhallinta sisältää ilmajäähdytyksen, nestejäähdytyksen ja kylmäainejäähdytyksen; Passiivinen lämmönhallinta sisältää luonnollisen jäähdytyksen, lämpöputkien jäähdytyksen ja vaiheenmuutosmateriaalit. Litiumparistojen lämmönhallintatekniikka sisältää pääasiassa neljä tyyppiä: ilmajäähdytys, nestejäähdytys, lämpöputkijäähdytys ja vaiheenmuutosjäähdytys.
Ilmajäähdytys käyttää ilmaa lämmönvaihdon kantajana akkujärjestelmän sisäisen lämpötilan ohjaamiseen ja jakamiseen. Lämmönpoisto- ja ilmanvaihtomenetelmien mukaan ilmajäähdytys voidaan jakaa sarja- ja rinnakkaistuuletukseen. Ilmajäähdytystekniikalla on haittoja, kuten alhainen lämmönjohtavuus ja huono säätövaikutus akun lämpötilan tasaisuuteen. Teho-litiumparistojen korkean energiatiheyden kehityssuuntauksen vuoksi ilmajäähdytyksestä on vähitellen vaikea vastata lämmönhallintatekniikan vaatimuksiin.
Nestejäähdytys käyttää jäähdytysnestettä lämmönvaihdon kantajana akkujärjestelmän sisäisen lämpötilan ohjaamiseen ja jakamiseen. Tämä järjestelmä käyttää yleensä vesipumppuja ja putkia täydentämään jäähdytysnesteen virtausta akkujärjestelmän sisällä. Nestejäähdytyksellä on etuja, kuten korkea jäähdytystehokkuus, korkea lämmönjohtavuus, ja se voi parantaa akun lämpötilan tasaisuutta. Nestevuoto voi kuitenkin aiheuttaa akun oikosulkuja, joten nestejäähdytyksellä vaaditaan korkeita tiivistysvaatimuksia, mikä on turvallisuuskysymys nestejäähdytyksessä. Samaan aikaan nestejäähdytys lisää koko litiumakkujärjestelmän painoa, mikä ei edistä litiumakkujen kevyttrendiä.
Lämpöputkijäähdytys on lämmönhallintajärjestelmä, joka hyödyntää vaihemuutosta lämmönjohtavuuden saavuttamiseksi. Lämpöputki koostuu haihdutusosasta, eristysosasta ja kondensaatioosasta. Suljetun ilmakanavan sisällä oleva väliaine imee akun tuottaman lämmön haihdutusvaiheen aikana ja siirtää sitten lämmön ulkoiseen ympäristöön kondensaatioosan kautta, jolloin akku jäähdyttää nopeasti.
Vaiheenmuutosmateriaalit ovat materiaaleja, jotka voivat muuttaa fysikaalista tilaansa tietyllä lämpötila-alueella. Vaiheenvaihtojäähdytyksen etuna on nopea lämmönpoisto, korkea lämpötilan tasaisuus ja matalan lämpötilan eristys. Se voi myös parantaa fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia yhdistämällä faasimuutosmateriaaleja muihin materiaaleihin faasinmuutosmateriaalin tyypin mukaan. Vaiheenmuutosmateriaalien käyttö jäähdytykseen voi vähentää akkujärjestelmän viemää tilaa kuluttamatta lisäenergiaa akusta. Mutta on myös haittoja, kuten alhainen lämmönjohtavuus ja helppo vuoto. Jos faasimuutosjäähdytys yhdistetään muihin lämmönhallintamenetelmiin, jotta faasimuutosmateriaalien absorboima lämpö johdetaan ajoissa ulkoiseen ympäristöön, voidaan faasimuutosmateriaalien jäähdytysvaikutusta hyödyntää kestävästi.
Tällä hetkellä sähköajoneuvojen iteraatiossa akkujen lämmönhallinnan teknologiset innovaatiot ovat aina erittäin tärkeässä asemassa. Tulevaisuudessa sähköajoneuvojen akkujen lämmönhallintajärjestelmät murtautuvat jatkuvasti läpi useissa eri osissa, mukaan lukien tehokkuuden parantaminen, kustannusten vähentäminen ja älykkyyden parantaminen.
