Con el rápido desarrollo de la industria de vehículos eléctricos, el uso de vehículos eléctricos puros se ha vuelto cada vez más común. Durante el funcionamiento normal de un automóvil, las baterías de litio generan mucho calor. Para garantizar el funcionamiento seguro de las baterías de litio, es necesario realizar una gestión térmica de las baterías de litio de los vehículos eléctricos.
Las tecnologías de refrigeración por aire y por líquido que se utilizan habitualmente en la actualidad tienen efectos de control de temperatura deficientes, tuberías complejas y un mayor consumo de energía. Al analizar las principales razones de la generación de fuentes de calor en las baterías de litio de vehículos eléctricos puros y utilizar un modelo de generación de calor para analizar la generación de calor durante el funcionamiento del vehículo, este artículo resume los métodos de gestión térmica para baterías de litio que utilizan refrigeración por aire, refrigeración por líquido, refrigeración por tubo de calor, refrigeración por material de cambio de fase y métodos de refrigeración compuestos.
El método de placas frías líquidas transfiere el calor mediante el flujo de un fluido. En comparación con los sistemas de refrigeración por aire, ofrece un coeficiente de transferencia de calor superior y una velocidad de enfriamiento mayor, pero requiere mayores costos de producción y un sellado más preciso, lo que dificulta el diseño ligero. Vehículos eléctricos como BYD, Geely Emgrand y Tesla utilizan refrigeración líquida para la gestión térmica de sus baterías.
CTP3 lanzado por CATL La batería Kirin está equipada con una placa refrigerada por agua colocada entre las caras grandes de las celdas de la batería, lo que mejora en gran medida la eficiencia de intercambio de calor de las celdas. A continuación, se analizarán los resultados de la investigación de los métodos de refrigeración líquida. TANG et al. utilizaron un método de refrigeración líquida de tubo plano de microcanal basado en un ángulo de contacto de superficie de gradiente de 15 °, que puede controlar la temperatura dentro de los 35 ° C y la diferencia de temperatura dentro de los 2 ° C a una tasa de descarga de 2C Dentro de 58 ℃.
WANG et al. utilizaron un algoritmo genético multiobjetivo para optimizar el canal en forma de serpiente y los parámetros de velocidad del flujo de agua, lo que resultó en una temperatura máxima de 311 2K para el módulo de batería que se redujo a 308 6K, la presión máxima de 578 9Pa se redujo a 502 0Pa, con una temperatura promedio de 308 7K que se redujo a 306 0K, con un buen efecto de control de temperatura.
Para la placa de refrigeración de la batería, solemos utilizar el proceso de soldadura por fricción con agitación o la tecnología de perfiles para lograr el intercambio de refrigerante. Es decir, el líquido de la zona fría, bajo la acción del canal de flujo, absorbe el calor generado por la batería en la placa fría y luego lo disipa en el aire a través de un compresor o un enfriador.
La temperatura es un factor clave que afecta el rendimiento de las baterías de iones de litio en los vehículos eléctricos, y la gestión térmica eficiente de las baterías de iones de litio es de gran importancia para el desarrollo de vehículos eléctricos puros. En la actualidad, la refrigeración por aire y la refrigeración por líquido son las más utilizadas en el mercado. La gestión térmica de los materiales compuestos de cambio de fase todavía se encuentra en fase de investigación experimental debido a su inicio tardío. Tiene un alto calor latente y una excelente uniformidad de temperatura, lo que puede lograr una gestión térmica de consumo de energía cero.
Sin embargo, la gestión térmica de un único material compuesto de cambio de fase aún necesita mejorarse en términos de conductividad térmica, rendimiento de control de temperatura, prevención de fugas, resistencia al fuego y otros aspectos. Con la creciente tendencia del rendimiento general de los vehículos eléctricos puros, un único método de gestión térmica es difícil de satisfacer la demanda.
La combinación de múltiples métodos de refrigeración puede complementar las fortalezas de cada uno y aprovechar al máximo el rendimiento de la gestión térmica, que es la tendencia de desarrollo futura de los métodos de gestión térmica. Durante el proceso de investigación, es necesario realizar pruebas exhaustivas del sistema de gestión térmica de la batería, así como la seguridad y estabilidad del sistema de gestión térmica, para garantizar su viabilidad económica y su idoneidad para la producción a gran escala.