Aktueller Stand der Wärmemanagementtechnologie für Batteriesysteme von Elektrofahrzeugen
Die Wärmeableitungsforschung von Leistungsbatterien kann in Luftwärmeableitung, Flüssigkeitskühlungswärmeableitung, feste Phasenwechselmaterial-Wärmeableitung und Wärmerohrwärmeableitung unterteilt werden. Die bestehenden Hauptwärmeableitungstechnologien sind hauptsächlich die ersten drei.
Luftgekühltes Wärmeableitungssystem
Das luftgekühlte Wärmeableitungssystem wird auch als luftgekühltes Wärmeableitungssystem bezeichnet. Die luftgekühlte Wärmeableitungsmethode ist die einfachste. Es muss lediglich die Luft durch die Oberfläche der Batterie strömen lassen, um die von der Leistungsbatterie erzeugte Wärme abzuführen und so den Zweck der Kühlung des Leistungsakkus zu erreichen.
Entsprechend den unterschiedlichen Belüftungsmaßnahmen verfügt der luftgekühlte Typ über zwei Möglichkeiten der natürlichen Konvektionswärmeableitung und der erzwungenen Belüftungswärmeableitung.
Die Wärmeableitung durch natürliche Konvektion beruht nicht auf zusätzlichen externen Zwangsbelüftungsmaßnahmen (z. B. Hinzufügen von Lüftern usw.), sondern nutzt nur den Luftstrom, der durch die Flüssigkeit im Inneren des Batteriepakets aufgrund von Temperaturänderungen erzeugt wird, um die Wärme abzukühlen und abzuleiten.
Das Kühlsystem mit erzwungener Konvektionskühlung ist ein Kühlsystem, das auf dem Kühlsystem mit natürlicher Konvektion und der entsprechenden Zwangsbelüftungstechnologie basiert.
Derzeit gibt es zwei Haupttypen luftgekühlter Wärmeableitungssysteme für Leistungsbatterien: Reihen- und Parallelsysteme. Allerdings ist die Wirkung dieser Methode gering und es ist schwierig, eine hohe Temperaturgleichmäßigkeit der Batterie zu erreichen.
Flüssigkeitskühlsystem
Das flüssigkeitsgekühlte Wärmeableitungssystem der Leistungsbatterie bezieht sich auf ein Wärmeableitungssystem, bei dem das Kältemittel direkt oder indirekt mit der Leistungsbatterie in Kontakt kommt und dann die im Batteriepaket erzeugte Wärme durch die Zirkulation flüssiger Flüssigkeit abführt, um eine Wärmeableitung zu erreichen .
Das Kältemittel kann Wasser, eine Mischung aus Wasser und Ethylenglykol, Mineralöl, R134a usw. sein. Diese Kältemittel haben eine hohe Wärmeleitfähigkeit und können eine bessere Wärmeableitung erreichen.
Die aktuelle Flüssigkeitskühlungstechnologie von Leistungsbatterien verfügt ebenfalls über eine ziemlich ausgereifte Technologie und wird häufig im Wärmeableitungssystem von Elektrofahrzeugen eingesetzt. Beispielsweise verwendet der Tesla-Akku eine Flüssigkeitskühlungsmethode aus einer Mischung aus Wasser und Ethylenglykol, um Wärme abzuleiten. Der BMW i3 nutzt R134a zur Wärmeableitung.
Flüssigkeitsgekühlte Systeme erfordern oft komplexere und strengere Konstruktionskonstruktionen, um ein Austreten von flüssigem Kältemittel zu verhindern und die Gleichmäßigkeit der Batteriezellen im Batteriepaket sicherzustellen, und die komplexe Struktur des flüssigkeitsgekühlten Systems erschwert auch das gesamte Wärmeableitungssystem. Es ist sehr schwer, was nicht nur das Gewicht des gesamten Fahrzeugs erhöht, sondern auch die Belastung des gesamten Fahrzeugs erheblich erhöht, und gleichzeitig ist es aufgrund der Komplexität seiner Struktur und der hohen Dichtungsleistung relativ schwierig Wartung und Instandhaltung des Flüssigkeitskühlsystems, und auch die Wartungskosten steigen entsprechend.
