Para la transferencia de calor con un líquido como medio, es necesario establecer una comunicación de transferencia de calor entre el módulo y el medio líquido, como una camisa de agua, para conducir el calentamiento y enfriamiento indirecto en forma de convección y conducción de calor. El medio de transferencia de calor puede ser agua, etilenglicol o incluso refrigerante. También existe la transferencia de calor directa mediante la inmersión de la pieza polar en el líquido dieléctrico, pero deben tomarse medidas de aislamiento para evitar cortocircuitos.Calentador de refrigerante PTC)
La refrigeración pasiva por líquido generalmente utiliza el intercambio de calor líquido-aire ambiente y luego introduce cápsulas en la batería para un intercambio de calor secundario, mientras que la refrigeración activa utiliza intercambiadores de calor refrigerante del motor-medio líquido, o calefacción eléctrica/calefacción por aceite térmico para lograr la refrigeración primaria. Calefacción, refrigeración primaria con refrigerante de cabina de pasajeros/aire acondicionado-medio líquido.
En 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 además consume energía de la batería y reduce la potencia y la densidad energética de la misma.Calentador de aire PTC)
El sistema de refrigeración de la batería por agua utiliza un 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, que alcanza fácilmente una temperatura más baja tras el intercambio de calor, y la batería puede ajustarse 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 de aire acondicionado, etc.; el circuito de agua de refrigeración incluye:bomba de agua eléctrica, batería (incluidas las placas de refrigeración), enfriadores de batería, tuberías de agua, depósitos de expansión y otros accesorios.
En los últimos años, han surgido sistemas de gestión térmica de baterías refrigerados por materiales de cambio de fase (PCM) tanto en el extranjero como en el país, mostrando buenas perspectivas. El principio de uso de PCM para la refrigeración de baterías es el siguiente: cuando la batería se descarga con una corriente elevada, el PCM absorbe el calor liberado por la batería 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 material de cambio de fase (PCM) en forma de calor de cambio de fase. Cuando la batería se está cargando, 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. Estos materiales, con un alto calor latente de cambio de fase y una elevada conductividad térmica, absorben eficazmente el calor liberado durante la carga y descarga, reducen el aumento de temperatura y garantizan que la batería funcione a una temperatura normal. Además, mantienen el rendimiento de la batería estable antes y después de ciclos de alta corriente. La adición de sustancias con alta conductividad térmica a la parafina para formar materiales de cambio de fase compuestos mejora el rendimiento general del material.
Desde la perspectiva de los tres tipos de gestión térmica mencionados anteriormente, la gestión térmica mediante almacenamiento de calor por cambio de fase presenta ventajas únicas y merece ser objeto de mayor investigación, desarrollo industrial y aplicación.
Además, desde el punto de vista de los dos eslabones del diseño de la batería y el desarrollo del sistema de gestión térmica, ambos deben combinarse orgánicamente desde una perspectiva estratégica y desarrollarse de forma sincrónica, de modo que la batería pueda adaptarse mejor a la aplicación y el desarrollo de todo el vehículo, lo que puede ahorrar el coste total del vehículo, reducir la dificultad de aplicación y el coste de desarrollo, y formar una plataforma de aplicación, acortando así el ciclo de desarrollo de los vehículos de nueva energía y acelerando el progreso de la comercialización de los diferentes vehículos de nueva energía.
Fecha de publicación: 27 de abril de 2023
