Attualmente, l'inquinamento globale aumenta di giorno in giorno. Le emissioni di scarico dei veicoli alimentati con combustibili tradizionali hanno aggravato l'inquinamento atmosferico e aumentato le emissioni globali di gas serra. Il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni sono diventati una questione chiave di preoccupazione per la comunità internazionale.HVCHI veicoli a energia nuova occupano una quota relativamente elevata del mercato automobilistico grazie alla loro elevata efficienza, all'energia elettrica pulita e non inquinante. Le batterie agli ioni di litio, principale fonte di energia dei veicoli elettrici puri, sono ampiamente utilizzate per la loro elevata densità energetica e la lunga durata.
Le batterie agli ioni di litio generano molto calore durante i processi di funzionamento e scarica, e questo calore influisce seriamente sulle prestazioni e sulla durata della batteria. La temperatura di funzionamento di una batteria al litio è compresa tra 0 e 50 °C, con un intervallo ottimale tra 20 e 40 °C. Un accumulo di calore al di sopra dei 50 °C comprometterà direttamente la durata della batteria e, se la temperatura supera gli 80 °C, la batteria potrebbe esplodere.
Concentrandosi sulla gestione termica delle batterie, questo articolo riassume le tecnologie di raffreddamento e dissipazione del calore delle batterie agli ioni di litio in funzione, integrando vari metodi e tecnologie di dissipazione del calore nazionali e internazionali. Analizzando i progressi tecnologici attuali nel raffreddamento delle batterie, in particolare quelli ad aria, a liquido e a cambiamento di fase, vengono esaminati i principali ambiti di sviluppo e le difficoltà tecniche riscontrate, e vengono proposti i futuri temi di ricerca sulla gestione termica delle batterie.
Raffreddamento ad aria
Il raffreddamento ad aria serve a mantenere la batteria nell'ambiente di lavoro e a scambiare calore attraverso l'aria, principalmente tramite raffreddamento ad aria forzata.Riscaldatore ad aria PTCe vento naturale. I vantaggi del raffreddamento ad aria sono il basso costo, l'ampia adattabilità e l'elevata sicurezza. Tuttavia, per i pacchi batteria agli ioni di litio, il raffreddamento ad aria ha una bassa efficienza di trasferimento del calore ed è soggetto a una distribuzione non uniforme della temperatura del pacco batteria, ovvero a una scarsa uniformità di temperatura. Il raffreddamento ad aria presenta alcune limitazioni dovute alla sua bassa capacità termica specifica, quindi deve essere dotato contemporaneamente di altri metodi di raffreddamento. L'effetto di raffreddamento del raffreddamento ad aria è principalmente correlato alla disposizione della batteria e all'area di contatto tra il canale di flusso d'aria e la batteria. Una struttura di sistema di gestione termica delle batterie raffreddate ad aria in parallelo migliora l'efficienza di raffreddamento del sistema modificando la distribuzione della spaziatura delle batterie nel sistema di raffreddamento ad aria in parallelo.
raffreddamento a liquido
L'influenza del numero di canali e della velocità del flusso sull'effetto di raffreddamento
Raffreddamento a liquidoRiscaldatore del liquido di raffreddamento PTCIl raffreddamento a liquido è ampiamente utilizzato nella dissipazione del calore delle batterie per autoveicoli grazie alle sue buone prestazioni di dissipazione termica e alla capacità di mantenere una buona uniformità di temperatura della batteria. Rispetto al raffreddamento ad aria, il raffreddamento a liquido offre prestazioni di trasferimento del calore superiori. Il raffreddamento a liquido ottiene la dissipazione del calore facendo scorrere il fluido refrigerante nei canali attorno alla batteria o immergendo la batteria nel fluido refrigerante per sottrarre calore. Il raffreddamento a liquido presenta molti vantaggi in termini di efficienza di raffreddamento e consumo energetico ed è diventato la tecnologia principale per la gestione termica delle batterie. Attualmente, la tecnologia di raffreddamento a liquido è utilizzata in modelli come Audi A3 e Tesla Model S. Molti fattori influenzano l'efficacia del raffreddamento a liquido, tra cui la forma dei tubi di raffreddamento, il materiale, il fluido refrigerante, la portata e la caduta di pressione all'uscita. Considerando il numero di canali e il rapporto lunghezza/diametro dei canali come variabili, è stata studiata l'influenza di questi parametri strutturali sulla capacità di raffreddamento del sistema a una velocità di scarica di 2 C, variando la disposizione degli ingressi dei canali. Man mano che aumenta il rapporto di altezza, la temperatura massima del pacco batterie agli ioni di litio diminuisce, ma il numero di conduttori aumenta fino a un certo punto e anche il calo di temperatura della batteria diventa minore.
Data di pubblicazione: 7 aprile 2023
