Ett flytande kylsystem för termisk hantering
av litiumjonbatterier
Utvecklingen av elfordon har accelererat avsevärt de senaste åren på grund av växande oro över fossilbränsleförbrukning och koldioxidutsläpp från avgasröret. Litiumjonbatterier är för närvarande den mest använda kraftkällan för elfordon på grund av deras höga energitäthet, låga självurladdningshastighet, låga underhållskrav, långa livslängd, låga vikt och kompakta struktur. Prestandan hos Li-ion-batterier påverkas dock kraftigt av driftstemperaturen. Det ideala driftstemperaturintervallet för litiumjonbatterier är 25 till 40 grader, och den maximala temperaturskillnaden mellan olika batterier är mindre än 5 grader. Arbete i en miljö med låg eller hög temperatur kommer att leda till försämring av batteriprestanda, förkortad livslängd och till och med termisk rusning. Därför är ett utmärkt batterivärmehanteringssystem (BTMS) mycket nödvändigt för att säkerställa säker och effektiv drift av litiumjonbatterier.
Enligt olika kylstrategier kan BTMS delas in i passivt kylsystem, aktivt kylsystem och hybridsystem som kombinerar passivt och aktivt. I passiva kylsystem finns det ingen extra strömförbrukning, men de kan inte heller styra kylsystemet för att ändra kylhastigheten. Implementera speciella material eller värmeavledningsstrukturer på ytan av litiumjonbatterier för att uppnå hög värmeöverföringsförmåga mellan batteriet och den yttre miljön. Typiska exempel är naturlig luftkonvektion, fasförändringsmaterial (PCM) och värmerör.
Passiv luftkylning har låg kylkapacitet och är inte lämplig för kylning av högenergitäta Li-ion-batterier. PCM:er kan lagra och avge stora mängder energi under upptining och har fått ökad uppmärksamhet de senaste åren. De främsta fördelarna med att införliva PCM i BTMS är god enhetlig celltemperatur och flexibel geometri. Den låga värmeledningsförmågan hos PCM hindrar dock batteriets värmeavledningshastighet, vilket utgör allvarliga dolda faror under höga laddnings-urladdningsförhållanden. Därför är det mycket viktigt att utveckla ett batterivärmehanteringssystem för nya energielfordon med utmärkt värmeavledningsprestanda.
