L'importanza della gestione termica della batteria nel nuovo campo energetico
La gestione termica è un processo in cui le batterie e altri componenti utilizzano metodi di riscaldamento o raffreddamento per regolare e controllare la temperatura e la differenza di temperatura dell'oggetto target. I principi di base coinvolti nella gestione termica includono 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 applicato in settori quali industria, comunicazione, elettronica di consumo, server, stoccaggio di energia, veicoli a nuova energia, ecc. Ha un effetto molto positivo sul funzionamento normale e stabile delle apparecchiature correlate o componenti elettronici. Con il rapido sviluppo delle industrie correlate, anche il settore della gestione termica sarà sempre più apprezzato.
L’importanza della gestione termica:
1. 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 funzionamento 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. Implementando 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.
2. Attraverso la gestione termica, le prestazioni e la durata delle apparecchiature possono essere notevolmente migliorate. Prendendo ad esempio i telefoni cellulari comunemente utilizzati, a causa della disposizione compatta della struttura interna dei telefoni, non ci sono quasi spazi tra i vari componenti elettronici. Se il calore della batteria e del processore non può essere scaricato in modo tempestivo, influenzerà le varie temperature degli altri componenti, interrompendo così il lavoro coordinato di vari hardware, influenzando non solo le prestazioni del dispositivo ma anche la durata del telefono.
3. Dal punto di vista della necessità di sicurezza. I sistemi di gestione termica sono indispensabili nelle industrie correlate. Prendendo ad esempio il settore dello stoccaggio dell’energia, con l’aumento delle dimensioni delle stazioni di stoccaggio dell’energia e dell’aumento del numero e della potenza delle batterie, durante il funzionamento si accumulerà una grande quantità di calore. Se non si ottiene una dissipazione del calore efficace e tempestiva, ciò porterà a gravi conseguenze di instabilità termica. Pertanto, una gestione termica efficace è di grande importanza per la sicurezza.
4. 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. Attraverso strategie di gestione termica ragionevoli ed efficaci, la temperatura di lavoro può essere mantenuta a un livello ragionevole, il consumo energetico può essere ridotto e i costi operativi possono essere ridotti.
Tipi di tecnologie di gestione termica per le nuove batterie energetiche:
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 sottraendo 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 isolante per lo scambio di calore. Il raffreddamento a liquido presenta vantaggi come un'elevata efficienza di trasferimento del calore e un'intensità di calore uniforme, ma il suo costo è relativamente elevato.
Il raffreddamento diretto del refrigerante è l'uso del refrigerante proveniente dal sistema di climatizzazione del veicolo per far fluire direttamente il refrigerante nell'evaporatore all'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 processo di assorbimento e rilascio del calore, con una temperatura del sistema stabile, può ottenere un effetto di temperatura quasi costante ed 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 e la richiesta di stabilità dei prodotti correlati da parte dei clienti, la gestione termica 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 dai professionisti 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.
