Soluzione termica con raffreddamento a liquido per batterie di potenza

Le batterie di alimentazione sono le fonti di energia che forniscono energia per gli strumenti, spesso si riferiscono a batterie che forniscono energia per veicoli elettrici, treni elettrici, biciclette elettriche e golf cart. Esistono vari tipi di batterie di alimentazione adatte a diversi scenari. Indipendentemente dal tipo, il riscaldamento continuo durante il funzionamento rappresenta una sfida per il sistema di raffreddamento. Soprattutto con il rapido sviluppo dei veicoli elettrici, ci sono sempre più batterie con lunga durata ed alta efficienza, e la dissipazione del calore è sempre stata una tecnologia chiave. Negli ultimi anni è stato introdotto il raffreddamento ad acqua, noto anche come tecnologia di raffreddamento a liquido.

Un tipico sistema di raffreddamento a liquido per le batterie di potenza deve avere i seguenti componenti: piastre fredde a liquido, fluido di circolazione, pompe dell'acqua, tubazioni, scambiatori di calore del serbatoio dell'acqua. Una piastra fredda liquida è un blocco metallico di rame o alluminio con all'interno un canale per l'acqua, che entra in contatto con la batteria e ne assorbe il calore. Il liquido circolante viene fatto circolare nella tubazione dalla pompa dell'acqua e il liquido circolante che assorbe il calore dalla batteria scorrerà lontano dalla piastra fredda del liquido, mentre il nuovo liquido circolante a bassa temperatura continuerà ad assorbire il calore dalla batteria. Il tubo dell'acqua collega la pompa dell'acqua, il blocco raffreddato ad acqua e il serbatoio dell'acqua e la sua funzione è quella di far circolare il liquido circolante in un canale chiuso senza perdite, garantendo il normale funzionamento del sistema di raffreddamento a liquido. Un serbatoio dell'acqua viene utilizzato per immagazzinare il liquido circolante e uno scambiatore di calore è un dispositivo simile a un dissipatore di calore. Il liquido circolante trasferisce il calore al dissipatore di calore con un'ampia superficie e la ventola sul dissipatore di calore porta via il calore che scorre nell'aria.

L'essenza del raffreddamento a liquido e del raffreddamento ad aria è la stessa, tranne che il raffreddamento a liquido utilizza il liquido circolante per trasportare il calore della batteria dal blocco raffreddato ad acqua allo scambiatore di calore e quindi dissiparlo, sostituendo il metallo omogeneo o il tubo di calore utilizzato per raffreddamento ad aria. La parte dello scambiatore di calore è quasi una replica del radiatore raffreddato ad aria. Le maggiori caratteristiche dei sistemi di raffreddamento a liquido sono due: bilanciamento del calore della batteria e silenziosità di funzionamento. A causa della grande capacità termica specifica dell'acqua, può assorbire una grande quantità di calore e mantenere la temperatura senza variazioni significative. La temperatura della batteria nel sistema di raffreddamento a liquido può essere ben controllata e le operazioni improvvise non causeranno cambiamenti significativi nella temperatura interna della batteria. A causa dell'ampia superficie dello scambiatore di calore, è necessaria solo una ventola a bassa velocità per dissipare il calore, ottenendo buoni risultati. Pertanto, il raffreddamento a liquido è per lo più abbinato a una ventola a bassa velocità. Inoltre, il rumore di funzionamento della pompa dell'acqua generalmente non è molto evidente, quindi il sistema complessivo di dissipazione del calore è molto silenzioso rispetto al sistema di raffreddamento ad aria.