Tecnologia di gestione termica della batteria
La gestione termica, in breve, si riferisce al processo di regolazione e controllo della temperatura e della differenza di temperatura dell'oggetto target utilizzando metodi di riscaldamento o raffreddamento per componenti come le batterie. I principi di base coinvolti sono la conduzione del calore, il trasferimento di calore convettivo o la radiazione termica, che comportano tutti differenze di temperatura. Pertanto, il processo di gestione termica richiede il consumo di energia per creare una differenza di temperatura tra l'oggetto target e l'ambiente esterno.
I suoi scenari applicativi sono molto diversi ed è stato ampiamente utilizzato in settori quali l'industria, le comunicazioni, l'elettronica di consumo, i server, lo stoccaggio di energia, i veicoli a nuova energia e altri scenari. Ha un effetto molto positivo sul funzionamento normale e stabile delle relative apparecchiature o componenti elettronici. Con il rapido sviluppo delle industrie correlate, anche il settore della gestione termica riceverà sempre più attenzione.
L’importanza della gestione termica:
La gestione termica può prevenire il surriscaldamento e i guasti del sistema. Con il rapido sviluppo degli scenari applicativi relativi alla gestione termica, le funzioni delle apparecchiature correlate aumentano e il lavoro dei componenti accumula una grande quantità di calore. Un eccessivo accumulo di calore può causare danni ai componenti elettronici, una riduzione delle prestazioni delle apparecchiature e persino il collasso dell'intero sistema. Attraverso ragionevoli misure di gestione termica, il calore può essere dissipato in modo efficace, garantendo che il sistema funzioni entro l'intervallo di temperatura appropriato e migliorando l'affidabilità del sistema.
La gestione termica può migliorare l’efficienza di utilizzo dell’energia. Nei veicoli a nuova energia, gli ambienti di lavoro ad alta o bassa energia possono influire sulle prestazioni della batteria, influenzando così l’autonomia dei veicoli a nuova energia. Implementando strategie di gestione termica ragionevoli ed efficaci, la temperatura di lavoro può essere mantenuta a un livello ragionevole, riducendo il consumo energetico e i costi operativi.
Tipi di tecnologie di gestione termica:
Prendendo ad esempio il campo dei veicoli elettrici, le attuali soluzioni di gestione termica possono essere approssimativamente suddivise in quattro tipologie: raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento diretto e materiali a cambiamento di fase.
Il raffreddamento ad aria è un modo comune e semplice di dissipazione del calore, che utilizza il flusso d'aria naturale o le ventole per eliminare il calore assorbito dal radiatore. Presenta i vantaggi di basso costo, installazione semplice, affidabilità e facile manutenzione, ma è fortemente influenzato dall'ambiente e le prime applicazioni dei veicoli elettrici erano più comuni.
Il raffreddamento a liquido può essere suddiviso in raffreddamento a liquido con piastra fredda e raffreddamento a liquido per immersione. Il raffreddamento a liquido della piastra fredda è un metodo di dissipazione del calore indiretto che utilizza il liquido di raffreddamento nella piastra fredda per scambiare calore con la batteria entrando in contatto con la piastra di raffreddamento e rimuovendo il calore attraverso il canale di raffreddamento. Il raffreddamento a liquido per immersione è un metodo di dissipazione del calore che prevede l'immersione dei moduli batteria in un liquido di raffreddamento isolato per lo scambio di calore. Il raffreddamento a liquido presenta i vantaggi di un'elevata efficienza di trasferimento del calore e di un calore uniforme, ma il suo costo è relativamente elevato.
Il raffreddamento diretto con refrigerante consiste nell'utilizzo del refrigerante dell'intero sistema di climatizzazione del veicolo per far fluire direttamente il refrigerante nell'evaporatore interno della batteria. Il refrigerante evapora nell'evaporatore e rimuove in modo efficiente il calore dal sistema batteria. Questo design è semplice e facile da smontare, con bassi costi di manutenzione nella fase successiva. Tuttavia, il riscaldamento diretto non è possibile ed è necessario aggiungere ulteriori sistemi di riscaldamento.
I materiali a cambiamento di fase possono essere suddivisi in tre tipi: materiali a cambiamento di fase inorganici, materiali a cambiamento di fase organici e materiali a cambiamento di fase compositi. Il suo processo endotermico ed esotermico garantisce una temperatura del sistema stabile e può ottenere un effetto di temperatura quasi costante, che è stato applicato in molti campi. Ha una struttura semplice, una massa ridotta ed enormi caratteristiche di calore latente, ma costi di sostituzione elevati e scarsa stabilità.
Con lo sviluppo delle industrie correlate, l'importanza del consumo energetico e della sicurezza da parte dei dipartimenti competenti, nonché la richiesta dei clienti per la stabilità dei prodotti correlati, è stata sempre più apprezzata dai produttori. Le sue caratteristiche di mantenimento della stabilità del sistema, miglioramento delle prestazioni, miglioramento della sicurezza e riduzione dei costi sono favorite anche dagli addetti ai lavori del settore. Pertanto, con il continuo sviluppo della relativa tecnologia dei materiali, verranno applicate sempre più soluzioni e gli scenari applicativi della gestione termica verranno ulteriormente ampliati.
