De koelprestaties van een energiebatterij spelen een cruciale rol in de efficiëntie, levensduur en veiligheid van de batterij. Deze kritieke invloed komt voort uit de warmte die wordt gegenereerd tijdens het opladen en ontladen. Naarmate de temperatuur stijgt, veranderen de belangrijkste eigenschappen van de batterij. Dit zijn onder andere interne weerstand, spanning, laadstatus (SOC), capaciteit en efficiëntie. Om dit te beheersen, gebruiken technici zowel actieve als passieve Thermische beheersystemen voor batterijen (BTMS). Deze systemen zijn van vitaal belang. Ze houden lithium-ionbatterijen op de beste temperaturen. Deze temperaturen zijn cruciaal voor de prestaties van elektrische voertuigen.
Accu's voor nieuwe energievoertuigen gaan snel vooruit. Ze evolueren naar een hogere energiedichtheid en een groter bereik. Hierdoor is de vraag naar geavanceerd temperatuurbeheer toegenomen. Moderne benaderingen, zoals het gebruik van geavanceerde vloeistofkoelplaten, worden verfijnd om aan deze technische eisen te voldoen. Deze verbeteringen zullen de temperatuurregeling verbeteren. Ze voegen ook veel toe aan de waarde en functie van elk voertuig. Naarmate de markt voor nieuwe energievoertuigen groeit, neemt ook de behoefte aan efficiënte systemen voor thermisch beheer toe. Deze ontwikkeling zal aanzienlijke schaaleffecten in de productie teweegbrengen en de potentiële groei binnen de toeleveringsketen van batterijen versterken.
Deze allesomvattende aanpak voor het beheren van de warmte van de batterij is een technische behoefte en een marktstimulans. Het laat zien hoe belangrijk geavanceerde koeling is in de snel veranderende auto-industrie van vandaag.
Inhoudsopgave
Wilt u meer weten over hoe u het thermisch beheer van uw elektrische voertuig of energieopslagsysteem kunt optimaliseren? Vul het onderstaande formulier in en ons team van experts neemt contact met u op voor een gratis adviesgesprek.
Methoden voor het koelen van accu's
Er zijn drie belangrijke koelmethoden voor batterijpakketten van elektrische voertuigen: luchtkoeling, vloeistofkoeling en directe koeling met koelmiddel.
Luchtkoeling
Op dit moment is luchtkoeling nog steeds de belangrijkste koeling, waarbij lucht wordt gebruikt als warmteoverdrachtsmedium.
Er zijn twee gangbare soorten luchtkoeling: 1. passieve luchtkoeling, waarbij de externe lucht direct wordt gebruikt voor warmteoverdracht; 2. actieve luchtkoeling, waarbij de externe lucht kan worden voorverwarmd of gekoeld voordat deze het batterijsysteem binnengaat. Dit type koeling is eenvoudiger te realiseren en goedkoper, maar het koelingseffect is slecht. Mainstream miniatuur elektrische voertuigen zoals de Hongguang MINI EV en de eerste elektrische voertuigen die veel verkocht worden, maken allemaal gebruik van deze methode om de batterij te koelen.
Literatuur ReferentiesACTIEF VERSUS PASSIEF THERMISCH BEHEER
Vloeistofkoeling
Vloeistofkoeling onderscheidt zich door zijn superieure koelcapaciteit. In vergelijking met luchtkoeling hebben koelvloeistofsystemen een veel hogere specifieke warmtecapaciteit en warmteoverdracht. Ze overtreffen luchtgekoelde systemen vaak met tientallen keren. Deze betere thermische prestaties leiden tot veel lagere bedrijfstemperaturen. Het verkleint de temperatuurverschillen binnen batterijpakketten. Vloeistofkoeloplossingen dragen daardoor bij aan een aanzienlijke verbetering van de efficiëntie, stabiliteit en algehele duurzaamheid van batterijen.
Het is echter belangrijk om te erkennen dat vloeistofkoeling zijn eigen uitdagingen heeft. Ervoor zorgen dat de batterij hermetisch is is van vitaal belang bij het toevoegen van vloeistofkoeling. Lekken kunnen de integriteit en prestaties van het systeem aantasten. Bovendien zijn de aanloop- en bedrijfskosten van vloeistofkoeling hoger. Ze zijn hoger dan de kosten van eenvoudigere luchtkoeling. Desondanks maken de voordelen van vloeistofkoeling voor thermisch beheer en batterijprestaties de investering vaak de moeite waard. Dit geldt vooral voor toepassingen met strikte koelbehoeften.
Directe koeling met koelmiddel
Directe koeling gebruikt een koudemiddel als warmteoverdrachtmedium, dat een grote hoeveelheid warmte absorbeert tijdens het gas-vloeistof faseveranderingsproces, waardoor de efficiëntie van de warmteoverdracht meer dan drie keer zo hoog is als bij gekoelde vloeistoffen en de warmte sneller uit het batterijsysteem wordt verwijderd. Dit systeem is echter een systeem met twee verdampers, er is geen batterijverwarming, geen condensaatbeveiliging, de temperatuur van het koelmiddel is niet gemakkelijk te regelen en de levensduur van het koelsysteem is slecht.
Als je een koeloplossing voor je energiecel kiest, raadt Trumonytechs vloeistofkoeling aan als je voorkeursoplossing. Hoewel luchtkoeling momenteel de gangbare koelmethode is, zal de trend in de ontwikkeling van batterijen gaan in de richting van een hogere energiedichtheid en de veiligheid van batterijen met een hoge energiedichtheid vereist bijzondere aandacht, omdat de negatieve effecten van thermische runaway steeds groter zullen worden.
Vloeistofgekoelde oplossingen hebben unieke voordelen op het gebied van warmteoverdracht, warmteoverdrachtsconsistentie, PACK-afdichting en NVH.
De tweede reden is dat vloeistofkoeling al lange tijd wordt gebruikt in traditionele voertuigen en een gevestigde toeleveringsketen heeft, en de kosten van het batterijsysteem kunnen effectief worden beheerst als het ontwerp en het proces stabiel zijn.
Vergelijking van technologieën: Voordelen, nadelen en scenario's van accukoeltechnologieën
Bij het selecteren van de batterijkoelingstechnologie die het meest geschikt is voor een bepaalde toepassing, is het essentieel om te begrijpen hoe elke technologie presteert in verschillende omgevingen en omstandigheden. Hieronder volgt een vergelijking van de drie belangrijkste koeltechnologieën: luchtkoeling, vloeistofkoeling en directe koeling met koelmiddel:
| Koeltechnologie | Voordelen | Nadelen | Geschikte toepassingen |
|---|---|---|---|
| Luchtkoeling | - Lage kosten | - Lagere koelefficiëntie | - Kostengevoelige toepassingen |
| - Eenvoudig systeem, gemakkelijk te installeren en te onderhouden | - Onvoldoende koeling bij hoge temperatuur of hoge belasting | (bijv. kleine elektrische apparaten, sommige elektrische voertuigen) | |
| Vloeistofkoeling | - Efficiënte warmteoverdracht | - Hogere initiële en onderhoudskosten | - Toepassingen die uitgebreid warmtebeheer vereisen |
| - Nauwkeurige temperatuurregeling | - Complexiteit en hoge eisen aan hermetische afsluiting | (bijv. krachtige elektrische voertuigen, energieopslagsystemen) | |
| Directe koeling met koelmiddel | - Hoogste koelefficiëntie | - Hogere technische complexiteit en kosten | - Omgevingen met hoge temperaturen en hoge belasting |
| - Geschikt voor extreme temperaturen | - Milieu-impact en risico van koelmiddellekkage | (bijv. serverkoeling, krachtige elektrische voertuigen) |
Vloeistofkoelingskast
De meeste mainstream nieuwe energievoertuigen gebruiken momenteel vloeibare koeloplossingen voor thermisch beheer. Hieronder wordt Tesla als voorbeeld genomen en wordt een kort inzicht gegeven in de manier waarop Tesla warmtepijpkoeling van zijn batterijpakketten.
Tesla gebruikt een vloeistofkoeloplossing voor het thermisch beheer van de accu. Elke Tesla is uitgerust met een speciaal systeem voor temperatuurbeheer met vloeistofcyclus en rond elke afzonderlijke accu. De gebruikte koelvloeistof is een mengsel van 50% water en 50% glycol en is groen van kleur.
De koelvloeistof stroomt door leidingen en wordt uiteindelijk afgevoerd naar een warmtewisselaar aan de kop van het voertuig om de temperatuur van de batterij in evenwicht te houden en zo te voorkomen dat plaatselijke hoge temperaturen de prestaties van de batterij beïnvloeden. Tesla's systeem voor thermisch batterijbeheer kan de temperatuur van de accu regelen tot ±2°C, waardoor de temperatuur van de accuplaten effectief wordt geregeld.
Het waterkoelsysteem van de module is bijvoorbeeld parallel gebouwd om ervoor te zorgen dat de koelvloeistof die naar elke module stroomt een vergelijkbare temperatuur heeft.
Hoe complexiteit en productiekosten verminderen
Vloeistofkoeling wordt steeds populairder bij high-performance computing, gaming en andere industrieën waar behoefte is aan efficiënte warmteafvoer. Bij de ontwikkeling van oplossingen voor vloeistofkoeling wordt een systeem ontworpen en gebouwd dat de warmte efficiënt van de bron naar het koelmiddel kan overbrengen en buiten het systeem kan afvoeren. Er zijn echter enkele uitdagingen en moeilijkheden die gepaard gaan met de ontwikkeling van oplossingen voor vloeistofkoeling, die hieronder worden besproken:
Complexiteit van het systeem: Vloeistofkoelsystemen zijn complexer dan traditionele luchtkoelsystemen en vereisen extra onderdelen zoals pompen, radiatoren, leidingen en koelvloeistof. Deze extra componenten maken het systeem complexer, waardoor het moeilijker te ontwerpen en te produceren is.
Risico op lekken: Vloeistofkoelsystemen zijn gevoelig voor lekken, die schade aan de componenten kunnen veroorzaken en veiligheidsrisico's kunnen inhouden. Fabrikanten moeten ervoor zorgen dat hun ontwerpen lekvrij zijn en protocollen ontwikkelen om lekken op te sporen en aan te pakken als ze zich toch voordoen.
Onderhoudsvereisten: Vloeistofkoelsystemen hebben regelmatig onderhoud nodig om goed te blijven functioneren. Dit omvat het vervangen van koelvloeistof, het reinigen van radiatoren en het controleren op lekken. Onderhoud kan tijdrovend en duur zijn en vereist soms gespecialiseerde gereedschappen en kennis.
Compatibiliteitsproblemen: Niet alle componenten zijn compatibel met vloeistofkoelsystemen. Sommige moederborden hebben bijvoorbeeld niet de nodige aansluitingen of montagepunten voor vloeistofkoelblokken, of vereisen extra adapters of beugels. Fabrikanten moeten ervoor zorgen dat hun ontwerpen compatibel zijn met een breed scala aan componenten om ervoor te zorgen dat hun systemen op grote schaal worden toegepast.
Kosten: Vloeistofkoelsystemen kunnen duur zijn om te ontwikkelen en te produceren vanwege de extra onderdelen en complexiteit. Dit kan ze minder toegankelijk maken voor consumenten en de marktpenetratie ervan beperken.
Nu nieuwe energievoertuigen worden aangedreven door een combinatie van prestatie- en kostenvereisten, is er behoefte aan vloeistofkoelplaten voor accu's met een laag gewicht, een goed warmtegeleidingsvermogen, een sterke anticorrosiebestendigheid en andere weerstand tegen vermoeidheid, en uitstekende procesprestaties. Tegelijkertijd is door de technologische trend, zoals snel opladen en een grote actieradius, de warmteontwikkeling van de accu toegenomen, waardoor er ook hogere eisen worden gesteld aan de koelcapaciteit van de accu.
Onderhoudshandleiding voor de gebruiker: Batterijkoelsysteem
Het onderhouden en onderhouden van het koelsysteem van de batterij is van cruciaal belang voor de stabiliteit en prestaties van de batterij. Hieronder vindt u een overzicht van maatregelen die Trumonytechs kan nemen om het koelsysteem van de accu te onderhouden en te optimaliseren:
Periodieke inspectie
Controleer regelmatig het koelsysteem, inclusief leidingen, aansluitingen en koelvloeistofpeil.
Controleer het koelsysteem op tekenen van lekkage, inclusief leidingen en koelers.
Reinig de koelers van het koelsysteem regelmatig voor een goede warmteoverdracht.
Problemen oplossen
Als je lekken of abnormale temperaturen in het koelsysteem opmerkt, stop dan onmiddellijk met het gebruik ervan en zoek een professionele technicus voor probleemoplossing en reparatie.
Let op ongebruikelijke temperatuurschommelingen of alarmsignalen, die kunnen duiden op een storing in het koelsysteem.
Beste werkwijze
Vermijd overmatig gebruik van de batterij bij extreme temperaturen, waardoor het koelsysteem extra kan worden belast.
Ververs de koelvloeistof regelmatig volgens de aanbevelingen van de fabrikant.
Volg de aanbevelingen en richtlijnen van de fabrikant voor correct gebruik en onderhoud van het accukoelsysteem.
Conclusie
Batterijkoelsystemen zijn van cruciaal belang. Ze garanderen de prestaties, veiligheid en levensduur van de batterij. Het kan gaan om luchtkoeling, vloeistofkoeling of directe koeling met koelmiddel. Elk heeft zijn voordelen en toepassingen. Goed onderhoud en optimalisatie kunnen de efficiëntie en betrouwbaarheid van je koelsysteem ook verhogen.
Als u een goede batterij koeling oplossing, Trumonytechs heeft de technologie en ervaring om het op maat voor je. Wij begrijpen de unieke behoeften van elke toepassing en kan koeling technologie die past bij uw specifieke behoeften. Neem vandaag nog contact op met Trumonytechs voor uw oplossing voor het accukoelsysteem!
FAQ
Batterijkoelsystemen regelen de temperatuur van de batterij door lucht, vloeistof of koelmiddel als medium te gebruiken. Deze systemen dragen warmte over. Ze helpen de batterij op de juiste temperatuur te houden. Dit verbetert de efficiëntie en verlengt de levensduur van de batterij.
Batterijen produceren warmte tijdens het laden en ontladen. Als de temperatuur te hoog wordt, kan dit de prestaties, veiligheid en levensduur van de batterij beïnvloeden. Koelsystemen zorgen ervoor dat accu's veilig blijven. Ze zorgen ervoor dat ze niet te heet worden en niet thermische runaway.
Luchtkoelsystemen gebruiken lucht als koelmedium, wat minder duur en gemakkelijker te onderhouden is, maar minder efficiënt. Vloeistofkoelsystemen gebruiken een vloeistof (bijvoorbeeld water en glycol) om te koelen. Deze vloeistof heeft een hogere warmteoverdrachtsefficiëntie en is geschikt voor accu's met een hoge energiedichtheid. Maar het kost meer en vergt meer onderhoud.
Een koelsysteem met direct koelmiddel absorbeert warmte door een faseverandering. Het koelmiddel verandert van gas in vloeistof. Deze methode biedt een zeer hoog koelrendement. Het is ideaal voor toepassingen met hoge prestaties. Deze moeten snel veel warmte afvoeren. Denk hierbij aan krachtige elektronica en sommige elektrische voertuigen.
Je moet je accukoelsysteem. Dit omvat het controleren van het koelvloeistofpeil en de leidingen. Je moet ook de koeler schoonmaken om verstopping te voorkomen. En controleer het systeem op lekken. Het volgen van de onderhoudsrichtlijnen van de fabrikant is essentieel om je systeem efficiënt te houden.
