Đối với truyền nhiệt bằng chất lỏng, cần phải thiết lập sự truyền nhiệt giữa mô-đun và môi chất lỏng, chẳng hạn như áo nước, để thực hiện gia nhiệt và làm mát gián tiếp dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt. Môi chất truyền nhiệt có thể là nước, ethylene glycol hoặc thậm chí là chất làm lạnh. Cũng có phương pháp truyền nhiệt trực tiếp bằng cách nhúng cực từ vào chất lỏng điện môi, nhưng phải có biện pháp cách điện để tránh đoản mạch.Bộ gia nhiệt nước làm mát PTC)
Làm mát bằng chất lỏng thụ động thường sử dụng sự trao đổi nhiệt giữa chất lỏng và không khí xung quanh, sau đó đưa các lớp vỏ bảo vệ vào bên trong ắc quy để trao đổi nhiệt thứ cấp, trong khi làm mát chủ động sử dụng bộ trao đổi nhiệt giữa chất làm mát động cơ và môi chất lỏng, hoặc hệ thống sưởi điện/sưởi dầu dẫn nhiệt để đạt được hiệu quả làm mát sơ cấp. Hệ thống sưởi, làm mát sơ cấp bằng không khí trong cabin hành khách/môi chất làm lạnh điều hòa không khí.
Đối với các hệ thống quản lý nhiệt sử dụng không khí và chất lỏng làm môi chất, cấu trúc quá lớn và phức tạp do cần có quạt, bơm nước, bộ trao đổi nhiệt, bộ gia nhiệt, đường ống và các phụ kiện khác, đồng thời tiêu hao năng lượng pin và làm giảm mật độ năng lượng và công suất pin.Máy sưởi không khí PTC)
Hệ thống làm mát pin bằng nước sử dụng chất làm mát (50% nước/50% ethylene glycol) để truyền nhiệt từ pin đến hệ thống làm lạnh điều hòa không khí thông qua bộ làm mát pin, và sau đó đến môi trường thông qua dàn ngưng tụ. Nhiệt độ nước đầu vào của pin được làm mát bởi chính pin. Sau khi trao đổi nhiệt, nhiệt độ dễ dàng giảm xuống, và pin có thể được điều chỉnh để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ tối ưu; nguyên lý hoạt động của hệ thống được thể hiện trong hình vẽ. Các thành phần chính của hệ thống làm lạnh bao gồm: dàn ngưng tụ, máy nén điện, dàn bay hơi, van giãn nở có van khóa, bộ làm mát pin (van giãn nở có van khóa) và các đường ống điều hòa không khí, v.v.; mạch nước làm mát bao gồm:máy bơm nước điệnẮc quy (bao gồm cả tấm tản nhiệt), bộ làm mát ắc quy, ống dẫn nước, bình giãn nở và các phụ kiện khác.
Trong những năm gần đây, các hệ thống quản lý nhiệt pin được làm mát bằng vật liệu chuyển pha (PCM) đã xuất hiện cả trong và ngoài nước, cho thấy triển vọng tốt. Nguyên lý sử dụng PCM để làm mát pin là: khi pin được phóng điện với dòng điện lớn, PCM hấp thụ nhiệt lượng tỏa ra từ pin và tự trải qua quá trình chuyển pha, do đó nhiệt độ của pin giảm nhanh chóng.
Trong quá trình này, hệ thống lưu trữ nhiệt trong vật liệu chuyển pha (PCM) dưới dạng nhiệt chuyển pha. Khi pin đang được sạc, đặc biệt là trong thời tiết lạnh (tức là nhiệt độ không khí thấp hơn nhiều so với nhiệt độ chuyển pha PCT), PCM sẽ tỏa nhiệt ra môi trường.
Việc sử dụng vật liệu chuyển pha trong hệ thống quản lý nhiệt của pin có ưu điểm là không cần các bộ phận chuyển động và không tiêu tốn thêm năng lượng từ pin. Vật liệu chuyển pha có nhiệt ẩn chuyển pha và độ dẫn nhiệt cao, được sử dụng trong hệ thống quản lý nhiệt của bộ pin, có thể hấp thụ hiệu quả nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình sạc và xả, giảm sự tăng nhiệt độ của pin và đảm bảo pin hoạt động ở nhiệt độ bình thường. Nó có thể duy trì hiệu suất pin ổn định trước và sau chu kỳ dòng điện cao. Việc thêm các chất có độ dẫn nhiệt cao vào parafin để tạo ra vật liệu chuyển pha composite giúp cải thiện hiệu suất tổng thể của vật liệu.
Từ góc nhìn của ba hình thức quản lý nhiệt nêu trên, quản lý nhiệt bằng phương pháp lưu trữ nhiệt thay đổi pha có những ưu điểm độc đáo, đáng được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghiệp hơn nữa.
Ngoài ra, xét từ góc độ thiết kế pin và phát triển hệ thống quản lý nhiệt, hai khâu này cần được kết hợp hữu cơ từ một tầm cao chiến lược và phát triển đồng bộ, để pin có thể thích ứng tốt hơn với ứng dụng và sự phát triển của toàn bộ xe, từ đó tiết kiệm chi phí cho toàn bộ xe, giảm độ khó ứng dụng và chi phí phát triển, hình thành một nền tảng ứng dụng, giúp rút ngắn chu kỳ phát triển xe năng lượng mới và đẩy nhanh quá trình thương mại hóa các loại xe năng lượng mới khác nhau.
Thời gian đăng bài: 27/04/2023
