En la actualidad, la contaminación global aumenta día a día. Las emisiones de escape de los vehículos de combustible tradicional han agravado la contaminación del aire y aumentado las emisiones globales de gases de efecto invernadero. La conservación de la energía y la reducción de emisiones se han convertido en un tema clave de preocupación para la comunidad internacional.HVCHLos vehículos de nueva energía ocupan una cuota de mercado relativamente alta en el sector automovilístico gracias a su energía eléctrica limpia, no contaminante y de alta eficiencia. Como principal fuente de energía de los vehículos eléctricos puros, las baterías de iones de litio se utilizan ampliamente debido a su alta densidad energética y larga vida útil.
Las baterías de iones de litio generan mucho calor durante su funcionamiento y descarga, lo que afecta gravemente su rendimiento y vida útil. La temperatura de funcionamiento óptima es de 0 a 50 °C, y de 20 a 40 °C. Si la temperatura de la batería supera los 50 °C, su vida útil se verá afectada directamente, y si supera los 80 °C, podría explotar.
Este artículo, centrado en la gestión térmica de las baterías, resume las tecnologías de refrigeración y disipación de calor de las baterías de iones de litio en funcionamiento, integrando diversos métodos y tecnologías de disipación de calor nacionales e internacionales. Se analizan los avances y las dificultades actuales en el desarrollo de la tecnología de refrigeración de baterías, así como las posibles líneas de investigación futuras en gestión térmica de baterías, centrándose en la refrigeración por aire, la refrigeración líquida y la refrigeración por cambio de fase.
Refrigeración por aire
La refrigeración por aire consiste en mantener la batería en el entorno de trabajo e intercambiar calor a través del aire, incluyendo principalmente la refrigeración por aire forzado.Calentador de aire PTC) y viento natural. Las ventajas de la refrigeración por aire son bajo costo, amplia adaptabilidad y alta seguridad. Sin embargo, para los paquetes de baterías de iones de litio, la refrigeración por aire tiene baja eficiencia de transferencia de calor y es propensa a una distribución de temperatura desigual del paquete de baterías, es decir, una mala uniformidad de temperatura. La refrigeración por aire tiene ciertas limitaciones debido a su baja capacidad calorífica específica, por lo que necesita equiparse con otros métodos de refrigeración al mismo tiempo. El efecto de refrigeración de la refrigeración por aire está relacionado principalmente con la disposición de la batería y el área de contacto entre el canal de flujo de aire y la batería. Una estructura de sistema de gestión térmica de baterías refrigeradas por aire en paralelo mejora la eficiencia de refrigeración del sistema al cambiar la distribución del espaciado de la batería del paquete de baterías en el sistema refrigerado por aire en paralelo.
refrigeración líquida
La influencia del número de corredores y la velocidad del flujo en el efecto de enfriamiento
Refrigeración líquidaCalentador de refrigerante PTCEl sistema de refrigeración líquida se utiliza ampliamente en la disipación de calor de las baterías de automóviles debido a su buen rendimiento de disipación de calor y su capacidad para mantener una buena uniformidad de temperatura en la batería. En comparación con la refrigeración por aire, la refrigeración líquida tiene un mejor rendimiento de transferencia de calor. La refrigeración líquida logra la disipación de calor haciendo circular el medio refrigerante por los canales que rodean la batería o sumergiendo la batería en el medio refrigerante para extraer el calor. La refrigeración líquida tiene muchas ventajas en términos de eficiencia de refrigeración y consumo de energía, y se ha convertido en la principal forma de gestión térmica de baterías. Actualmente, la tecnología de refrigeración líquida se utiliza en el mercado, por ejemplo, en el Audi A3 y el Tesla Model S. Hay muchos factores que afectan el efecto de la refrigeración líquida, incluyendo el efecto de la forma del tubo de refrigeración líquida, el material, el medio refrigerante, el caudal y la caída de presión en la salida. Tomando como variables el número de conductos y la relación longitud-diámetro de los conductos, se estudió la influencia de estos parámetros estructurales en la capacidad de refrigeración del sistema a una tasa de descarga de 2 C cambiando la disposición de las entradas de los conductos. A medida que aumenta la relación de altura, la temperatura máxima del paquete de baterías de iones de litio disminuye, pero el número de corredores aumenta hasta cierto punto, y la caída de temperatura de la batería también se vuelve menor.
Fecha de publicación: 7 de abril de 2023
