Η πλάκα ψύξης της μπαταρίας (επίσης κοινώς γνωστή ως "πλάκα ψύξης μπαταρίας") είναι το συστατικό θερμικής διαχείρισης πυρήνα των συστημάτων μπαταριών, ειδικά των πακέτων μπαταριών υψηλής ισχύος/υψηλής χωρητικότητας, όπως νέες μπαταρίες ισχύος ενεργειακού οχήματος και μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας. Η βασική του λειτουργία είναι να ελέγχει τη θερμοκρασία της μπαταρίας κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση μέσω ενεργών ή παθητικών μέσων, εξασφαλίζοντας ότι η μπαταρία λειτουργεί πάντα σε ασφαλές και αποτελεσματικό εύρος θερμοκρασίας, αποφεύγοντας την υποβάθμιση της απόδοσης, τη μείωση της διάρκειας ζωής και ακόμη και τους κινδύνους ασφαλείας (όπως η θερμική διαφυγή) που προκαλείται από την υπερθέρμανση ή την άνοδο θερμοκρασία.
1 、Βασικός ρόλος: γύρω από τις τρεις βασικές τιμές του "ελέγχου θερμοκρασίας"
1. Καταργήστε την υπερθέρμανση της μπαταρίας και αποφύγετε τους κινδύνους ασφαλείας
Οι μπαταρίες (ειδικά οι μπαταρίες ιόντων λιθίου) παράγουν θερμότητα Joule κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της εκφόρτισης (το ρεύμα λειτουργεί και δημιουργεί θερμότητα μέσω εσωτερικής αντίστασης) και κάτω από συνθήκες υψηλής ισχύος (όπως η ταχεία επιτάχυνση και ταχεία φόρτιση νέων ενεργειακών οχημάτων), η παραγωγή θερμότητας θα αυξηθεί απότομα:
Εάν η θερμοκρασία υπερβεί το ασφαλές κατώφλι (συνήθως 45-60 ℃ για μπαταρίες ιόντων λιθίου, με μικρές διαφορές για διαφορετικούς τύπους), μπορεί να προκαλέσει αποσύνθεση ηλεκτρολύτη, δομική βλάβη σε θετικά υλικά ηλεκτροδίων και ακόμη και "θερμική διαφυγή" (πυρκαγιά, έκρηξη).
Η πλάκα ψύξης απορροφά γρήγορα τη θερμότητα και τη διεξάγει στο μέσο ψύξης (όπως το ψυκτικό, ο αέρας) με άμεση ή έμμεσα επαφή με την επιφάνεια της μπαταρίας (όπως η σύνδεση με το κύτταρο/μονάδα της μπαταρίας), ελέγχοντας τη θερμοκρασία της μπαταρίας μέσα σε ένα ασφαλές εύρος και μείωση του κινδύνου θερμικής δραπέτης από την πηγή.
2. Ισορροπία διαφορά θερμοκρασίας μπαταρίας για να εξασφαλιστεί σταθερή απόδοση
Ένα πακέτο μπαταρίας αποτελείται από δεκάδες ή ακόμα και εκατοντάδες μεμονωμένα κύτταρα. Εάν η διάχυση της θερμότητας είναι ανομοιογενής, μπορεί να υπάρχει πρόβλημα διαφοράς θερμοκρασίας "τοπικής υψηλής θερμοκρασίας, τοπικής χαμηλής θερμοκρασίας" (όπως διαφορά θερμοκρασίας μεγαλύτερη από 5 ℃ μεταξύ της άκρης και του κέντρου της μπαταρίας):
Μονομερές υψηλής θερμοκρασίας: ταχύτερη αποσύνθεση χωρητικότητας και βραχύτερη διάρκεια ζωής.
Κύτταρα χαμηλής θερμοκρασίας: Χαμηλή απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης (όπως μειωμένη χειμερινή περιοχή) και ακόμη και ανίκανος να συμμετάσχει στην φόρτιση και την εκφόρτιση κανονικά, προκαλώντας την "καθυστέρηση πίσω" της μπαταρίας.
Η πλάκα ψύξης έχει σχεδιαστεί με ομοιόμορφα κανάλια ροής (όπως κανάλια σερπεντίνης, παράλληλα κανάλια) ή δομές διάχυσης θερμότητας για να εξασφαλιστεί ότι η θερμότητα μεταφέρεται ομοιόμορφα, να μειώσει τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ των μεμονωμένων κυττάρων (συνήθως απαιτείται για να ελεγχθεί εντός 3-5 ℃) και να επιτρέπουν σε όλες τις επιδόσεις της μπαταρίας να συγχρονιστούν, αποφεύγοντας το αποτέλεσμα του βαρέλι.
3. Διατηρήστε τη βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας και επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας
Η μπαταρία διαθέτει "βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας" (συνήθως 20-40 ℃), εντός της οποίας:
Την υψηλότερη απόδοση φόρτισης (αποφεύγοντας την αργή φόρτιση χαμηλής θερμοκρασίας και την εναπόθεση λιθίου κατά τη διάρκεια φόρτισης υψηλής θερμοκρασίας).
Η αποσύνθεση της χωρητικότητας είναι η πιο αργή (η υψηλή θερμοκρασία επιταχύνει τη γήρανση των υλικών ηλεκτροδίων, η χαμηλή θερμοκρασία οδηγεί στο σχηματισμό δενδριτών λιθίου, και οι δύο συντομεύουν τη διάρκεια ζωής).
Η πλάκα ψύξης ρυθμίζει δυναμικά την ένταση διάχυσης θερμότητας (όπως η αυτόματη εκκίνηση και η διακοπή του συστήματος ψύξης ανάλογα με τη θερμοκρασία της μπαταρίας, ρυθμίζοντας τον ρυθμό ροής του ψυκτικού), σταθεροποιώντας την μπαταρία στο βέλτιστο εύρος για μεγάλο χρονικό διάστημα και επεκτείνοντας σημαντικά τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας (συνήθως επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας από 3-5 χρόνια σε 5-8 έτη).
2 、Βοηθητική λειτουργία: Επέκταση λειτουργίας Προσαρμοσμένη σε διαφορετικά σενάρια
Συμβατό με την προθέρμανση χαμηλής θερμοκρασίας (μερικώς ολοκληρωμένο σχεδιασμό): Ορισμένες πλάκες ψύξης υιοθετούν μια δομή "ψυχρής ενσωμάτωσης" (όπως ενσωμάτωση στοιχείων θέρμανσης στο κανάλι ροής), τα οποία μπορούν να μετατραπούν σε "λειτουργία θέρμανσης" κατά τη διάρκεια χαμηλών θερμοκρασιών το χειμώνα. Η μπαταρία προθερμάνεται μέσω πτερυγίων ψυκτικού/θέρμανσης, επίλυση των προβλημάτων χαμηλής δραστηριότητας μπαταρίας και μικρής εμβέλειας σε χαμηλές θερμοκρασίες (ειδικά κατάλληλα για νέα ενεργειακά οχήματα σε κρύες βόρειες περιοχές).
Η προστασία της δομής της μπαταρίας και η μείωση της κρούσης των κραδασμών: Ορισμένες πλάκες ψύξης (όπως η πλάκα ψύξης νερού από νέες μπαταρίες ισχύος ενεργειακού οχήματος) είναι εξοπλισμένες με υλικά μαξιλαριού (όπως θερμικά αγώγιμα μαξιλάρια σιλικόνης) όταν συνδέονται με την μπαταρία. Εκτός από την ενίσχυση της θερμικής αγωγιμότητας, μπορούν επίσης να μαξιλαροί δονήσεις κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του οχήματος, αποφεύγοντας τη δομική χαλαρότητα ή την κακή επαφή με τα ηλεκτρόδια των κυττάρων της μπαταρίας λόγω των μακροπρόθεσμων κραδασμών.
3 、Βασικό σενάριο προσαρμογής: Γιατί οι μπαταρίες υψηλής ισχύος βασίζονται σε πλάκες ψύξης;
Νέα μπαταρία ισχύος ενεργειακού οχήματος: Είναι το πιο βασικό σενάριο εφαρμογής για τις πλάκες ψύξης. Λόγω της υψηλής φόρτισης και της εκφόρτισης της μπαταρίας κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του οχήματος (όπως η μέγιστη ισχύς που φτάνει σε εκατοντάδες κιλοβάτ) και ο κλειστός χώρος εγκατάστασης (κακές συνθήκες διάχυσης θερμότητας μέσα στο πακέτο της μπαταρίας), είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν οι πλάκες ψύξης (κυρίως με υδατογραφικές πλάκες) για να διαφωνούν βίαια, διαφορετικά θα επηρεάσει σοβαρά την περιοχή και την ασφάλεια.
Σύστημα μπαταρίας αποθήκευσης ενέργειας: Το πακέτο μπαταρίας των μεγάλων μονάδων παραγωγής ενέργειας ενέργειας (όπως η φωτοβολταϊκή/αιολική ενέργεια που αντιστοιχεί στην αποθήκευση ενέργειας) έχει μεγάλη χωρητικότητα και μπορεί να φορτιστεί και να απορριφθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή, η χωρητικότητα θα αποσυντεθεί γρήγορα. Οι πλάκες ψύξης μπορούν να εξασφαλίσουν τη μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας.
Οι βιομηχανικές μπαταρίες υψηλής ισχύος, όπως αυτές που χρησιμοποιούνται σε περονοφόρα ανυψωτικά και ρομπότ AGV, παράγουν μεγάλη ποσότητα θερμότητας μέσω συχνής ταχείας φόρτισης και εκφόρτισης. Η πλάκα ψύξης μπορεί να εμποδίσει την διακοπή της μπαταρίας συχνά λόγω της υπερθέρμανσης και της βελτίωσης της αποτελεσματικότητας της λειτουργίας του εξοπλισμού.
