Tqabbil tal-Ġestjoni Termali tal-Batterija: Ċilindriku vs Pouch vs Ċelloli Priżmatiċi

Hekk kif it-talbiet għall-firxa tas-sewqan u l-effiċjenza tal-iċċarġjar f'vetturi tal-enerġija ġodda qed ikomplu jiżdiedu, is-sistemi ta 'ġestjoni termali tal-batteriji saru fattur kritiku li jiddetermina l-prestazzjoni u s-sikurezza tal-pakketti tal-batteriji. Minħabba d-differenzi strutturali inerenti fil-formati tal-ippakkjar tagħhom, l-istrateġiji ta 'ġestjoni termali jvarjaw għal kull tip ta' ċellula.

Il-ġestjoni termali tal-batterija essenzjalment tinvolvi r-regolamentazzjoni preċiża tal-proċessi termali fi ħdan il-pakkett tal-batterija. L-għanijiet ewlenin tagħha jinkludu: iż-żamma tal-batterija f'medda ta' temperatura operattiva ottimali, il-prevenzjoni ta' tisħin żejjed lokalizzat, it-tnaqqis tar-riskju ta 'runaway termali, l-ibbilanċjar tal-ħtiġijiet għat-tkessiħ ta'-temperatura għolja u t-tisħin b'temperatura-baxxa, u l-minimizzazzjoni tad-differenza fit-temperatura bejn iċ-ċelloli biex tittejjeb il-konsistenza.

ACEYTagħmir għall-ittestjar tal-BMSjivverifika l-funzjonament tajjeb tas-sensing tat-temperatura tal-batterija, il-protezzjoni ta'-temperatura żejda, u l-karatteristiċi tal-ibbilanċjar taċ-ċelluli.

Proċessi termali fi ħdan il-pakkett jikkonsistu f'erba 'komponenti ewlenin: l-ewwel, sħana elettrokimika ġġenerata mir-reazzjonijiet kimiċi interni tal-batterija, li hija direttament marbuta mad-disinn tal-batterija; it-tieni, sħana ohmika ġġenerata mill-kurrent li jgħaddi minn kondutturi, iddeterminat mid-disinn taċ-ċirkwit elettriku; it-tielet, il-konduzzjoni tas-sħana bejn iċ-ċelloli u l-komponenti tal-pakkett, irregolata minn disinn strutturali u l-istrateġija ta 'ġestjoni termali; u r-raba ', it-trasferiment tas-sħana konvettiv li jinvolvi fluwidi (tkessiħ likwidu jew bl-arja), li jservi bħala l-mogħdija primarja tad-dissipazzjoni tas-sħana għas-sistema.

Is-soluzzjonijiet kurrenti ta’ ġestjoni termali mainstream jaqgħu f’erba’ kategoriji: sistemi ta’ tkessiħ dirett (eż. BMW i3/X5), sistemi ta’ tkessiħ likwidu (eż. Tesla, Audi), sistemi ta’ tkessiħ bl-arja (eż. Nissan Leaf, Prius), u sistemi ta’ tkessiħ ta’ materjal ta’ bidla fil-fażi (PCM).

Minħabba differenzi fl-istrutturi tal-ippakkjar, it-tliet tipi ta 'ċelluli huma differenti fil-parametri fundamentali tagħhom u l-loġika tal-ġestjoni termali:

1. Ġestjoni Termali għal Ċelloli Ċilindriċi
Moduli li jużaw ċelloli ċilindriċi tipikament jimpjegaw disinn tal-fluss bidirezzjonali tat-tkessiħ tal-likwidu. F'din il-konfigurazzjoni, iż-żewġt itruf tal-kanali tat-tkessiħ iservu bħala daħliet u ħruġ, u jipprevjenu tkessiħ insuffiċjenti fit-tarf tal-kanal-problema li inkella tista' tinħoloq miż-żieda fit-temperatura tal-likwidu li jkessaħ hekk kif jgħaddi mis-sistema. Materjali bħal Stycast 2850/CT-li huma elettrikament iżolanti iżda konduttivi termali ħafna-jintużaw biex jimlew il-vojt bejn iċ-ċelloli tal-batterija u l-pajpijiet tat-tkessiħ. Dan jikseb tliet benefiċċji ewlenin: l-ewwel, jittrasforma l-kuntatt bejn iċ-ċelloli u l-pajpijiet minn kuntatt tal-linja għal kuntatt mal-wiċċ, u jsaħħaħ b'mod sinifikanti l-effiċjenza tat-trasferiment tas-sħana; it-tieni, tiffaċilita l-iskambju tas-sħana bejn iċ-ċelloli, ittejjeb b'mod passiv l-uniformità tat-temperatura madwar l-unitajiet individwali; u t-tielet, iżid il-massa termali ġenerali tal-pakkett tal-batterija, u b'hekk tnaqqas il-kobor taż-żieda fit-temperatura medja.

2. Ġestjoni Termali għal Ċelloli Priżmatiċi
Il-moduli taċ-ċelluli prismatiċi tipikament fihom 32 ċellula VDA-standard; kull erba' ċelloli jaqsmu frizzjoni waħda-ħawwad-pjanċa kiesħa wweldjata. Dawn il-pjanċi kesħin huma konnessi b'mod parallel permezz ta 'pajpijiet biex jiżguraw uniformità tat-temperatura tas-sistema-wisa'. Il-mogħdija tat-trasferiment tas-sħana hija: ċellula → materjal ta 'interface termali (TIM) → pjanċa bażi/ġenb → pjanċa kiesħa. Din il-konfigurazzjoni toffri stabbiltà strutturali u tissodisfa r-rekwiżiti ta 'applikazzjoni ta' diversi xenarji, inklużi vetturi kummerċjali.

3. Ġestjoni Termali għaċ-Ċelloli tal-Potch
Iċ-ċelloli tal-borża huma tipikament magħqudin ma 'housing kompost magħmul minn plastik u aluminju folja ta' 0.35mm; l-aluminju jittrasferixxi s-sħana għat-truf tal-modulu, filwaqt li l-komponent tal-plastik jipprovdi insulazzjoni elettrika u interlocking strutturali. Il-komponenti ewlenin tal-modulu jinkludu pjanċi tat-tarf, pjanċi tal-kopertura, busbars, pjanċi tad-dissipazzjoni tas-sħana, buffer pads, u sensuri NTC. Rigward il-ġestjoni termali, pjanċi ta' tkessiħ likwidu ta' 1mm-oħxon-li fihom kanali tal-fluss bil-makna-titqiegħdu bejn ċelloli individwali. Dan jiżgura kuntatt dirett bejn kull ċellula u l-pjanċa tat-tkessiħ; is-sħana titmexxa permezz tat-TIM għall-pjanċa tad-dissipazzjoni tas-sħana u mbagħad fil-pjanċa tat-tkessiħ għad-dissipazzjoni. Din is-soluzzjoni toffri l-ogħla proporzjon ta 'żona effettiva ta' dissipazzjoni tas-sħana.

Xebh Ewlenin u Differenzi Fost it-Tliet Soluzzjonijiet
Xebh: It-tlieta jtejbu l-effiċjenza tad-dissipazzjoni tas-sħana billi jżidu kanali tat-tkessiħ, jaċċelleraw ir-rati tat-trasferiment tas-sħana bl-użu ta 'midja konduttiva ħafna termalment, u jimpjegaw metodi ta' tkessiħ attivi għall-kontroll tat-temperatura.
Differenzi:

Barra minn hekk, hemm differenzi sinifikanti rigward l-għażla tal-mezz li jkessaħ, it-tqassim tal-pjanċi tat-tkessiħ, u l-prestazzjoni aħħarija tad-dissipazzjoni tas-sħana.