Cuatro principales tecnologías de refrigeración para sistemas de gestión térmica de baterías
En comparación con los chips que generan más calor en los productos electrónicos, el componente de calefacción de los vehículos eléctricos es la batería. Por lo tanto, la investigación sobre tecnología de gestión térmica para baterías eléctricas es uno de los proyectos más cruciales tanto para los fabricantes de baterías como para las empresas de automoción.
La forma más primitiva de tecnología de disipación de calor es mediante refrigeración por aire, que se puede dividir en dos tipos: refrigeración activa y refrigeración pasiva. Tanto la disipación de calor activa como la pasiva utilizan aire para disipar el calor. La disipación pasiva de calor es relativamente simple y consiste principalmente en entradas de aire, rutas de ventilación y salidas de aire. Cuando el vehículo está en movimiento, el calor se disipa por el contacto entre el aire y la batería.
Sin embargo, el mayor inconveniente de la disipación pasiva de calor es su insuficiente eficiencia de disipación de calor. Una vez que aumenta la potencia de entrada/salida de la batería, la generación de calor aumenta y el efecto es insignificante. Por ejemplo, al cargar, ¿cómo puede el vehículo disipar el calor sin conducir? Por lo tanto, la disipación de calor activa mejora el flujo de aire y mejora la disipación de calor agregando ventiladores y otros dispositivos para aspirar aire.
La tecnología de refrigeración líquida tiene un mejor efecto de disipación de calor que el aire, que intercambia calor con la batería a través de tubos de refrigerante distribuidos en el interior o en la superficie de la batería, lo que resulta en una disipación de calor más eficiente. La disipación de calor por refrigeración líquida se logra colocando tuberías de refrigerante o placas de refrigeración (con refrigerante en el interior) directamente dentro de la batería y luego utilizando los componentes pertinentes para permitir que el refrigerante fluya y elimine el calor interno de la batería. La clave para la disipación de calor de la refrigeración líquida también es un punto que afecta directamente el efecto de disipación de calor de la batería de energía, que radica en el diseño, la colocación y la dirección del flujo de la tubería de refrigerante. Solo formando una ruta de reflujo razonable y logrando una disipación de calor uniforme se puede mantener la disipación de calor general de la batería a un nivel de temperatura uniforme, sin que algunas temperaturas sean demasiado bajas y otras demasiado altas, lo que afectará la salud de la batería.
En los últimos años, ha surgido un método pasivo de disipación de calor: la tecnología de disipación de calor de material de cambio de fase. Los materiales de cambio de fase son materiales refrigerantes que pueden absorber o liberar una gran cantidad de calor durante el cambio de fase y pueden mantener una temperatura constante para controlar la temperatura circundante. El material de cambio de fase más común en nuestras vidas es sin duda el agua. Cuando la temperatura desciende a 0 grados C, el agua cambia de líquido a sólido (se congela y libera calor); Cuando la temperatura es superior a 0 grados C, el agua cambia de sólido a líquido (absorción de calor por disolución).
Además de los tres métodos de disipación de calor anteriores, también existe una tecnología de enfriamiento activo: el enfriamiento termoeléctrico, una tecnología de conversión de energía que utiliza el efecto Peltier de los materiales semiconductores para lograr enfriamiento o calentamiento. Después de conectarse a una fuente de alimentación de CC, el calor en un extremo del dispositivo de refrigeración termoeléctrico será absorbido, lo que resultará en una disminución de la temperatura, mientras que la temperatura en el otro extremo aumentará simultáneamente; Además, este fenómeno es completamente reversible, ya que cambiar la dirección de la corriente puede transferir calor en la dirección opuesta.
Como tecnología más clásica, la tecnología de refrigeración por aire ya no puede satisfacer las necesidades de refrigeración de las baterías eléctricas y ha sido reemplazada por la tecnología de refrigeración líquida. La refrigeración líquida se ha convertido en la tecnología de refrigeración más madura y utilizada para baterías eléctricas. Sin embargo, con el aumento del calor de la batería, la potencia de la batería y la velocidad de carga, la refrigeración líquida gradualmente será incapaz de satisfacer las necesidades de disipación de calor de la batería. Por lo tanto, la tecnología emergente de disipación de calor de materiales de cambio de fase y la tecnología de enfriamiento termoeléctrico tienen un gran potencial, pero ambas deben combinarse con otras tecnologías para lograr los mejores resultados. En la actualidad, no existe una tecnología de disipación de calor de absolutamente alta calidad, y la tendencia tecnológica futura combinará múltiples tecnologías de disipación de calor para satisfacer diferentes necesidades de disipación de calor.
