Płyta chłodząca akumulatora (powszechnie znana również jako „płyta chłodniczą”) jest podstawowym elementem zarządzania termicznego systemów akumulatorów, zwłaszcza pakietów akumulatorów o dużej mocy/o dużej pojemności, takich jak nowe akumulatory zasilania pojazdu energetycznego i akumulatory magazynowania energii. Jego podstawową funkcją jest kontrolowanie temperatury akumulatora podczas ładowania i rozładowywania środków aktywnych lub pasywnych, zapewniając, że akumulator zawsze działa w bezpiecznym i wydajnym zakresie temperatur, unikając degradacji wydajności, skróconej żywotności, a nawet zagrożeniu bezpieczeństwa (takiego jak uciekający termiczny) spowodowany przepaścią lub nierówną temperaturą.
1 、Rola podstawowa: wokół trzech podstawowych wartości „kontroli temperatury”
1. Tłumij przegrzanie baterii i unikaj zagrożeń bezpieczeństwa
Akumulatory (zwłaszcza akumulatory litowo-jonowe) wytwarzają ciepło Joule podczas ładowania i rozładowywania (prąd działa i wytwarza ciepło poprzez odporność wewnętrzną) oraz w warunkach dużej mocy (takie jak szybkie przyspieszenie i szybkie ładowanie nowych pojazdów energetycznych), wytwarzanie ciepła gwałtownie wzrośnie:
Jeśli temperatura przekroczy bezpieczny próg (zwykle 45-60 ℃ dla akumulatorów litowo-jonowych, z niewielkimi różnicami dla różnych typów), może powodować rozkład elektrolitów, uszkodzenie strukturalne materiałów elektrodowych, a nawet wywoływać „uciekinier” (pożar, eksplozja);
Płyta chłodząca szybko pochłania ciepło i prowadzi je do pożywki chłodzącej (takiej jak płyn chłodzący, powietrze) poprzez bezpośrednio lub pośrednio kontaktując się z powierzchnią akumulatora (takiego jak wiązanie z komórką/modułem akumulatora), kontrolując temperaturę akumulatora w bezpiecznym zakresie i zmniejszając ryzyko wyścigowania termicznego od źródła.
2. Równowaga różnica temperatury akumulatora, aby zapewnić stabilną wydajność
Pakiet akumulatora składa się z dziesiątek, a nawet setek poszczególnych ogniw. Jeśli rozpraszanie ciepła jest nierówne, może wystąpić problem z różnicą temperatury „lokalnej wysokiej temperatury, lokalnej niskiej temperatury” (takiej jak różnica temperatury więcej niż 5 ℃ między krawędzią a środkiem pakietu akumulatora):
Monomer o wysokiej temperaturze: szybszy rozkład pojemności i krótszy okres cyklu;
Komórki o niskiej temperaturze: Niska wydajność ładowania i rozładowywania (takich jak zmniejszony zakres zimowy), a nawet niezdolność do ładowania i rozładowywania normalnego, powodując „opóźnienie w tyle”;
Płyta chłodząca została zaprojektowana z jednolitych kanałów przepływowych (takich jak kanały serpentynowe, kanały równoległe) lub struktury rozpraszania ciepła, aby upewnić się, że ciepło jest równomiernie przeniesione, zmniejszyć różnicę temperatur między poszczególnymi ogniwami (zwykle wymagane do kontrolowania w ciągu 3-5 ℃) i umożliwić synchronizowanie całej wydajności baterii, unikając „efektu lufy”.
3. Utrzymuj optymalną temperaturę roboczą i wydłuża żywotność baterii
Bateria ma „optymalny zakres temperatur roboczych” (zwykle 20-40 ℃), w którym:
Najwyższa wydajność ładowania (unikając powolnego ładowania w niskiej temperaturze i osadzania litu podczas ładowania w wysokiej temperaturze);
Rozkład pojemności jest najwolniejszy (w wysokiej temperaturze przyspiesza starzenie się materiałów elektrodowych, niskie temperatury prowadzi do tworzenia dendrytów litowych, z których oba skracają żywotność);
Płyta chłodząca dynamicznie dostosowuje intensywność rozpraszania ciepła (np. Automatyczne uruchamianie i zatrzymanie układu chłodzenia zgodnie z temperaturą akumulatora, regulując prędkość przepływu płynu chłodzącego), stabilizując baterię w optymalnym zakresie przez długi czas i znacznie przedłużając żywotność obsługi pakietu akumulatora (zwykle przedłużając żywotność obsługi zasilania baterii zasilania od 3-5 lat).
2 、Funkcja pomocnicza: rozszerzenie funkcji dostosowane do różnych scenariuszy
Kompatybilny z podgrzewaniem o niskiej temperaturze (częściowo zintegrowana konstrukcja): Niektóre płytki chłodzące przyjmują strukturę „zimnej integracji gorącej” (takich jak integracja elementów grzewczych w kanale przepływowym), które można przejść na „tryb grzewania” w niskich temperaturach zimą. Akumulator jest podgrzewany przez płetwy płynu chłodzące/grzewcze, rozwiązując problemy o niskiej aktywności akumulatora i krótkiego zasięgu w niskich temperaturach (szczególnie odpowiednie dla nowych pojazdów energetycznych w zimnych regionach północnych).
Ochrona struktury akumulatora i zmniejszanie wpływu wibracji: niektóre płytki chłodzące (takie jak chłodzona wodą płytką nowych akumulatorów energetycznych) są wyposażone w materiały amortyzacyjne (takie jak termiczne przewodnictwo silikonowe) po przymocowaniu do akumulatora. Oprócz zwiększenia przewodności cieplnej, mogą one również amortyzować wibracje podczas pracy pojazdu, unikając luźności strukturalnej lub słabego kontaktu elektrody ogniw akumulatorowych z powodu długoterminowych wibracji.
3 、Kluczowe scenariusz adaptacji: Dlaczego akumulatory o dużej mocy polegają na płytach chłodzących?
Nowy akumulator zasilania pojazdu energetycznego: jest to najbardziej podstawowy scenariusz zastosowania płyt chłodzących. Ze względu na wysoką moc ładowania i rozładowywania akumulatora podczas pracy pojazdu (takie jak szczytowa moc docierająca setki kilowatów) oraz zamknięta przestrzeń instalacyjna (słabe warunki rozpraszania ciepła w pakiecie akumulatora) konieczne jest użycie płyt chłodzących (głównie płytki chłodzone wodą), aby przymusić ciepło, w przeciwnym razie będzie poważnie wpłynąć na zakres i bezpieczeństwo;
System akumulatora energii: pakiet akumulatorów dużych elektrowni energii (takich jak fotowoltaiczna/wiatrowana zasilanie pasująca do magazynowania energii) ma dużą pojemność i może być ładowany i rozładowywany przez długi czas. Jeśli temperatura jest zbyt wysoka, pojemność szybko się rozkładnie. Płyty chłodzące mogą zapewnić długoterminowe stabilne działanie systemu magazynowania energii;
Baterie przemysłowe o dużej mocy, takie jak te stosowane w wózkach widłowych i robotach AGV, generują dużą ilość ciepła poprzez częste szybkie ładowanie i rozładowanie. Płyta chłodząca może zapobiec często wyłączaniu akumulatora z powodu przegrzania i poprawy wydajności pracy.
