Para la transferencia de calor con líquido como medio, es necesario establecer una comunicación de transferencia térmica entre el módulo y el medio líquido, como una camisa de agua, para conducir el calentamiento y enfriamiento indirectos por convección y conducción térmica. El medio de transferencia térmica puede ser agua, etilenglicol o incluso refrigerante. También se puede lograr transferencia térmica directa sumergiendo la pieza polar en el líquido del dieléctrico, pero se deben tomar medidas de aislamiento para evitar cortocircuitos.Calentador de refrigerante PTC)
La refrigeración líquida pasiva generalmente utiliza el intercambio de calor entre el líquido y el aire ambiente, introduciendo posteriormente membranas en la batería para el intercambio de calor secundario. La refrigeración activa utiliza intercambiadores de calor de refrigerante del motor a líquido, o calefacción eléctrica o de aceite térmico para lograr la refrigeración primaria. Calefacción y refrigeración primaria con refrigerante líquido en el aire acondicionado de la cabina de pasajeros.
Para los sistemas de gestión térmica que utilizan aire y líquido como medio, la estructura es demasiado grande y compleja debido a la necesidad de ventiladores, bombas de agua, intercambiadores de calor, calentadores, tuberías y otros accesorios, y también consume energía de la batería y reduce la densidad de energía de la batería.Calentador de aire PTC)
El sistema de refrigeración de baterías por agua utiliza refrigerante (50 % agua/50 % etilenglicol) para transferir el calor de la batería al sistema de refrigeración del aire acondicionado a través del enfriador de la batería y, posteriormente, al ambiente a través del condensador. La temperatura del agua de entrada de la batería se enfría mediante la batería. Es fácil alcanzar una temperatura más baja después del intercambio de calor, y la batería se puede ajustar para funcionar en el rango óptimo de temperatura de funcionamiento. El principio del sistema se muestra en la figura. Los componentes principales del sistema de refrigeración incluyen: condensador, compresor eléctrico, evaporador, válvula de expansión con válvula de cierre, enfriador de la batería (válvula de expansión con válvula de cierre) y tuberías del aire acondicionado, etc. El circuito de agua de refrigeración incluye:bomba de agua eléctrica, batería (incluidas placas de refrigeración), enfriadores de batería, tuberías de agua, tanques de expansión y otros accesorios.
En los últimos años, han surgido sistemas de gestión térmica de baterías refrigeradas por materiales de cambio de fase (PCM), tanto a nivel nacional como internacional, con buenas perspectivas. El principio del PCM para la refrigeración de baterías es el siguiente: cuando la batería se descarga con una corriente elevada, el PCM absorbe el calor liberado y experimenta un cambio de fase, lo que provoca un rápido descenso de la temperatura de la batería.
En este proceso, el sistema almacena calor en el PCM en forma de calor de cambio de fase. Al cargar la batería, especialmente en climas fríos (es decir, cuando la temperatura atmosférica es mucho menor que la temperatura de transición de fase PCT), el PCM emite calor al ambiente.
El uso de materiales de cambio de fase en los sistemas de gestión térmica de baterías ofrece la ventaja de no requerir piezas móviles ni consumir energía adicional de la batería. Los materiales de cambio de fase con alto calor latente y conductividad térmica, utilizados en el sistema de gestión térmica de la batería, pueden absorber eficazmente el calor liberado durante la carga y descarga, reducir el aumento de temperatura de la batería y garantizar su funcionamiento a temperatura normal. Mantienen estable el rendimiento de la batería antes y después del ciclo de alta corriente. La adición de sustancias con alta conductividad térmica a la parafina para fabricar PCM compuesto ayuda a mejorar el rendimiento general del material.
Desde la perspectiva de los tres tipos de formas de gestión térmica mencionados anteriormente, la gestión térmica del almacenamiento de calor por cambio de fase tiene ventajas únicas y merece una mayor investigación, desarrollo industrial y aplicación.
Además, desde el punto de vista de los dos vínculos del diseño de la batería y el desarrollo del sistema de gestión térmica, los dos deben combinarse orgánicamente desde una altura estratégica y desarrollarse sincrónicamente, de modo que la batería pueda adaptarse mejor a la aplicación y el desarrollo de todo el vehículo, lo que puede ahorrar el costo de todo el vehículo y puede reducir la dificultad de la aplicación y el costo de desarrollo, y formar una aplicación de plataforma, acortando así el ciclo de desarrollo de vehículos de nueva energía y acelerando el progreso de comercialización de diferentes vehículos de nueva energía.
Hora de publicación: 27 de abril de 2023
