現在、地球規模の汚染は日に日に増大しています。従来の燃料自動車からの排気ガスは大気汚染を悪化させ、世界的な温室効果ガス排出量を増加させてきました。エネルギーの節約と排出削減は、国際社会にとって重要な関心事となっています(HVCH）。新エネルギー車は、高効率、クリーン、無公害の電気エネルギーを備えているため、自動車市場で比較的高いシェアを占めています。リチウムイオン電池は、比エネルギーが高く寿命が長いため、純粋な電気自動車の主な電源として広く使用されています。
リチウムイオンは動作および放電の過程で多量の熱を発生し、この熱はリチウムイオン電池の動作性能と寿命に重大な影響を与えます。リチウム電池の使用温度は0~50℃、最適使用温度は20~40℃です。バッテリーパックの50℃を超える熱蓄積はバッテリー寿命に直接影響し、バッテリー温度が80℃を超えるとバッテリーパックが爆発する可能性があります。
本稿では、電池の熱管理に焦点を当て、国内外のさまざまな放熱方法と技術を統合して、動作状態におけるリチウムイオン電池の冷却・放熱技術をまとめた。空冷、液冷、相変化冷却を中心に、現在の電池冷却技術の進歩と現在の技術開発の困難さを整理し、電池の熱管理に関する今後の研究課題を提案する。
空冷
空冷とは、バッテリーを作業環境に保ち、空気を通して熱交換することであり、主に強制空冷(PTCエアヒーター）と自然の風。空冷の利点は、低コスト、幅広い適応性、高い安全性です。しかし、リチウムイオン電池パックの場合、空冷では熱伝達効率が低く、電池パックの温度分布が不均一になりやすい、つまり温度均一性が悪くなります。空冷は比熱容量が低いため一定の制限があるため、他の冷却方式を同時に装備する必要があります。空冷の冷却効果は主にバッテリーの配置と空気流路とバッテリー間の接触面積に関係します。並列空冷バッテリー熱管理システム構造は、並列空冷システム内のバッテリーパックのバッテリー間隔分布を変更することで、システムの冷却効率を向上させます。
液体冷却
ランナー数と流速が冷却効果に及ぼす影響
液冷(PTCクーラントヒーター) 優れた放熱性能とバッテリーの良好な温度均一性を維持できるため、自動車バッテリーの放熱に広く使用されています。空冷と比較して、液冷は熱伝達性能に優れています。液体冷却は、バッテリー周囲のチャネルに冷却媒体を流すか、バッテリーを冷却媒体に浸して熱を奪うことによって放熱を実現します。液体冷却は冷却効率とエネルギー消費の点で多くの利点があり、バッテリーの熱管理の主流となっています。現在、液冷技術はアウディ A3 やテスラ モデル S などの市場で使用されています。液冷チューブの形状、材質、冷媒、流量、圧力など、液冷の効果に影響を与える多くの要因があります。出口に落とします。ランナーの数とランナーの長さ対直径の比を変数として、これらの構造パラメータが吐出量 2 C でのシステムの冷却能力に及ぼす影響を、ランナー入口の配置を変更することによって研究しました。高さ比が大きくなるとリチウムイオン電池パックの最高温度は下がりますが、ランナーの数がある程度多くなり、電池の温度低下も小さくなります。
投稿時間: 2023 年 4 月 7 日
