Nghiên cứu về quản lý nhiệt của pin ngâm
Hiệu suất, tuổi thọ và độ an toàn của pin có liên quan chặt chẽ đến nhiệt độ. Nhiệt độ cao và phân bố nhiệt độ không đồng đều sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ chu kỳ pin và hiệu suất sạc và xả. Nếu nhiệt độ tiếp tục tăng và đạt đến nhiệt độ tới hạn của pin, nó sẽ khiến pin bắt lửa hoặc thậm chí phát nổ. Mặt khác, điện trở trong, tỏa nhiệt và mức tiêu thụ năng lượng của pin lithium-ion sẽ tăng lên trong môi trường nhiệt độ thấp. Do đó, điều rất quan trọng là phải kiểm soát pin để hoạt động trong phạm vi nhiệt độ tối ưu, giảm chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các pin và đảm bảo tính đồng nhất nhiệt độ giữa các cell riêng lẻ.
Trong những năm gần đây, với sự cải thiện liên tục của các yêu cầu về hệ thống quản lý nhiệt pin, hệ thống làm mát bằng chất lỏng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong quản lý nhiệt pin. Chúng chủ yếu sử dụng các tấm lạnh, áo nước, cánh tản nhiệt và các chất lỏng khác để quản lý nhiệt độ pin theo cách không tiếp xúc trực tiếp, nhưng phương pháp không tiếp xúc trực tiếp làm giảm hiệu quả tản nhiệt/làm nóng chất lỏng.
Cấu trúc và nguyên lý hệ thống quản lý nhiệt
Hệ thống quản lý nhiệt pin tiếp xúc trực tiếp với chất lỏng được nghiên cứu trong bài báo này bao gồm các cụm pin, hộp pin, bộ tản nhiệt, van ba chiều hai vị trí điều khiển điện tử, bơm dầu, bộ lọc và bộ gia nhiệt PTC loại xuyên qua.
Trong hệ thống quản lý nhiệt pin tiếp xúc trực tiếp chất lỏng, hộp pin được đổ đầy chất lỏng và cụm pin được ngâm hoàn toàn trong chất lỏng, điều này đòi hỏi chất lỏng phải có khả năng cách nhiệt tốt. Dầu silicon có ưu điểm là nhiệt dung riêng lớn, độ dẫn nhiệt tốt, hệ số độ nhớt trung bình và thấp, điểm bắt lửa cao, cách nhiệt tốt và độ lưu động ở nhiệt độ thấp tốt. Sau khi phân tích toàn diện, dầu silicon được chọn làm môi trường tuần hoàn của hệ thống quản lý nhiệt, với mật độ 960 kg/m3, nhiệt dung riêng 1510 J/(kg·K), độ dẫn nhiệt 0,157W/(m·K), độ nhớt động học 0.003 84 m2 /s và điểm đông đặc -60'C.
Trong quá trình tản nhiệt, bộ điều khiển điều khiển van ba chiều hai vị trí để kết nối bộ tản nhiệt với mạch, đóng mạch sưởi và thực hiện chức năng tản nhiệt của hệ thống; trong quá trình sưởi, bộ điều khiển điều khiển van ba chiều hai vị trí để kết nối bộ gia nhiệt PTC với mạch, đóng mạch tản nhiệt và thực hiện chức năng sưởi của hệ thống.
