El módulo de batería de litio se compone principalmente de baterías y componentes de refrigeración y disipación de calor que se combinan libremente. La relación entre ambos es complementaria. La batería es la encargada de alimentar el vehículo eléctrico, y la unidad de refrigeración gestiona el calor generado por la batería durante su funcionamiento. Los diferentes métodos de disipación de calor emplean distintos medios de disipación.
Si la temperatura alrededor de la batería es demasiado alta, estos materiales utilizarán la junta de silicona termoconductora como vía de transmisión, penetrando suavemente en el tubo de refrigeración y absorbiendo el calor mediante contacto directo o indirecto con cada celda de la batería. La principal ventaja de este método radica en su amplia superficie de contacto con las celdas, lo que permite una absorción de calor uniforme.
El método de refrigeración por aire también es un método común para enfriar la batería.Calentador de aire PTCComo su nombre indica, este método utiliza el aire como medio de refrigeración. Los diseñadores de vehículos de nueva energía instalan ventiladores junto a los módulos de la batería. Para aumentar el flujo de aire, también se añaden rejillas de ventilación junto a los módulos. Gracias a la convección del aire, la batería de litio de un vehículo de nueva energía puede disipar el calor rápidamente y mantener una temperatura estable. La ventaja de este método es su flexibilidad, ya que puede disipar el calor por convección natural o por ventilación forzada. Sin embargo, si la capacidad de la batería es muy alta, el efecto de la refrigeración por aire no es óptimo.
La refrigeración por ventilación tipo caja representa una mejora con respecto al método de refrigeración por aire y disipación de calor. Además de controlar la temperatura máxima del paquete de baterías, también permite controlar la temperatura mínima, garantizando así su correcto funcionamiento. Sin embargo, este método genera una falta de uniformidad de temperatura en el paquete de baterías, lo que provoca una disipación de calor desigual. La refrigeración por ventilación tipo caja aumenta la velocidad del flujo de aire de entrada, coordina la temperatura máxima del paquete de baterías y controla la gran diferencia de temperatura. No obstante, debido al pequeño espacio entre la batería superior y la entrada de aire, el flujo de gas obtenido no cumple con los requisitos de disipación de calor y el caudal total es demasiado lento. Si esto continúa, el calor acumulado en la parte superior de la batería, en la entrada de aire, se disipa con dificultad. Incluso si se realiza una abertura en la parte superior posteriormente, la diferencia de temperatura entre los paquetes de baterías sigue superando el rango preestablecido.
El método de refrigeración mediante materiales de cambio de fase presenta el mayor contenido tecnológico, ya que estos materiales pueden absorber una gran cantidad de calor en función de la temperatura de la batería. La principal ventaja de este método es su bajo consumo energético y la posibilidad de controlar la temperatura de la batería de forma precisa. En comparación con la refrigeración líquida, los materiales de cambio de fase no son corrosivos, lo que reduce la contaminación del medio por el que circula la batería. Sin embargo, no todos los tranvías de nueva energía pueden utilizar materiales de cambio de fase como refrigerante, dado su elevado coste de fabricación.
En lo que respecta a la aplicación, la refrigeración por convección mediante aletas permite controlar la temperatura máxima y la diferencia de temperatura máxima del paquete de baterías dentro del rango de 45 °C y 5 °C. Sin embargo, si la velocidad del viento alrededor del paquete de baterías alcanza un valor preestablecido, el efecto de refrigeración de las aletas a través del viento no es significativo, por lo que la diferencia de temperatura del paquete de baterías varía poco.
La refrigeración por tubo de calor es un método de disipación de calor de reciente desarrollo que aún no se ha implementado oficialmente. Este método consiste en instalar un fluido refrigerante en el tubo de calor; cuando la temperatura de la batería aumenta, este fluido disipa el calor a través del tubo.
Se observa que la mayoría de los métodos de disipación de calor presentan ciertas limitaciones. Para lograr una buena disipación del calor en las baterías de litio, los investigadores deben configurar los dispositivos de disipación de forma específica, según la situación específica, para maximizar el efecto de disipación y garantizar el funcionamiento normal de la batería.
✦La solución al fallo del sistema de refrigeración de los vehículos de nueva energía
En primer lugar, la vida útil y el rendimiento de los vehículos de nueva energía son directamente proporcionales a la vida útil y el rendimiento de las baterías de litio. Los investigadores pueden hacer un buen trabajo en la gestión térmica de acuerdo con las características de las baterías de litio. Debido a que los sistemas de disipación de calor utilizados por los vehículos de nueva energía de diferentes marcas y modelos son bastante diferentes, al optimizar el sistema de gestión térmica, los investigadores deben elegir un método de disipación de calor razonable de acuerdo con sus características de rendimiento para maximizar el efecto del sistema de disipación de calor de los vehículos de nueva energía. Por ejemplo, cuando se utiliza un método de refrigeración líquida (Calentador de refrigerante PTCLos investigadores pueden usar etilenglicol como principal medio de disipación de calor. Sin embargo, para eliminar las desventajas de los métodos de refrigeración y disipación de calor líquidos, y evitar fugas de etilenglicol que contaminen la batería, es necesario utilizar materiales de carcasa no corrosivos como material protector para las baterías de litio. Además, deben realizar un buen sellado para minimizar la probabilidad de fugas de etilenglicol.
En segundo lugar, la autonomía de los vehículos de nueva energía está aumentando, la capacidad y potencia de las baterías de litio han mejorado considerablemente, y se genera cada vez más calor. Si se continúa utilizando el método tradicional de disipación de calor, su eficacia se verá muy reducida. Por lo tanto, los investigadores deben mantenerse al día, desarrollar constantemente nuevas tecnologías y seleccionar nuevos materiales para mejorar el rendimiento del sistema de refrigeración. Además, pueden combinar diversos métodos de disipación de calor para ampliar las ventajas del sistema, de modo que la temperatura alrededor de la batería de litio se pueda controlar dentro de un rango adecuado, lo que proporcionará energía inagotable a los vehículos de nueva energía. Por ejemplo, pueden combinar la refrigeración por aire con métodos de disipación de calor, además de utilizar métodos de disipación de calor por líquido. De esta forma, los dos o tres métodos pueden compensar las deficiencias de cada uno y mejorar eficazmente el rendimiento de disipación de calor de los vehículos de nueva energía.
Finalmente, el conductor debe realizar un buen mantenimiento diario de los vehículos de nueva energía mientras los conduce. Antes de conducir, es necesario verificar el estado de funcionamiento del vehículo y si existen fallas de seguridad. Este método de revisión puede reducir el riesgo de fallas de tráfico y garantizar la seguridad al conducir. Después de conducir durante un tiempo prolongado, el conductor debe llevar el vehículo a inspección periódicamente para verificar a tiempo si existen problemas potenciales en el sistema de control de la transmisión eléctrica y el sistema de disipación de calor para evitar accidentes de seguridad durante la conducción de vehículos de nueva energía. Además, antes de comprar un vehículo de nueva energía, el conductor debe investigar a fondo para comprender la estructura del sistema de transmisión de batería de litio y el sistema de disipación de calor del vehículo, y tratar de elegir un vehículo con un buen sistema de disipación de calor, ya que este tipo de vehículo tiene una larga vida útil y un rendimiento superior. Al mismo tiempo, los conductores también deben tener ciertos conocimientos de mantenimiento para poder lidiar con fallas repentinas del sistema y minimizar las pérdidas a tiempo.
Fecha de publicación: 25 de junio de 2023
