Moduł akumulatora litowego składa się głównie z akumulatorów oraz dowolnie połączonych monomerów chłodzących i odprowadzających ciepło. Relacja między nimi wzajemnie się uzupełnia. Akumulator odpowiada za zasilanie nowego pojazdu energetycznego, a jednostka chłodząca może odprowadzać ciepło generowane przez akumulator podczas pracy. Różne metody odprowadzania ciepła wymagają różnych mediów.
Jeśli temperatura wokół akumulatora jest zbyt wysoka, materiały te wykorzystują przewodzącą ciepło uszczelkę silikonową jako ścieżkę transmisji, płynnie przechodzą przez rurkę chłodzącą, a następnie pochłaniają ciepło poprzez bezpośredni lub pośredni kontakt z pojedynczym akumulatorem. Główną zaletą tej metody jest duża powierzchnia styku z ogniwami akumulatora i równomierne pochłanianie ciepła.
Metoda chłodzenia powietrzem jest również powszechną metodą chłodzenia akumulatora.Podgrzewacz powietrza PTCJak sama nazwa wskazuje, metoda ta wykorzystuje powietrze jako medium chłodzące. Projektanci nowych pojazdów energetycznych instalują wentylatory chłodzące obok modułów akumulatorów. Aby zwiększyć przepływ powietrza, obok modułów akumulatorów dodaje się również otwory wentylacyjne. Pod wpływem konwekcji powietrza, akumulator litowy nowego pojazdu energetycznego może szybko odprowadzać ciepło i utrzymywać stabilną temperaturę. Zaletą tej metody jest jej elastyczność i możliwość odprowadzania ciepła poprzez konwekcję naturalną lub wymuszoną. Jednak jeśli pojemność akumulatora jest zbyt duża, efekt odprowadzania ciepła metodą chłodzenia powietrzem nie jest korzystny.
Chłodzenie wentylacyjne typu skrzynkowego stanowi kolejne udoskonalenie metody chłodzenia powietrzem i odprowadzania ciepła. Oprócz kontrolowania maksymalnej temperatury akumulatora, może on również kontrolować jego minimalną temperaturę, zapewniając w dużej mierze jego prawidłową pracę. Metoda ta prowadzi jednak do nierównomiernego rozkładu temperatury w akumulatorze, co powoduje podatność na nierównomierne odprowadzanie ciepła. Chłodzenie wentylacyjne typu skrzynkowego wzmacnia prędkość przepływu powietrza wlotowego, koordynuje maksymalną temperaturę akumulatora i kontroluje ogromną różnicę temperatur. Jednak ze względu na małą szczelinę w górnej części akumulatora przy wlocie powietrza, uzyskany przepływ gazu nie spełnia wymagań dotyczących odprowadzania ciepła, a ogólne natężenie przepływu jest zbyt wolne. W takim przypadku ciepło zgromadzone w górnej części akumulatora przy wlocie powietrza jest trudne do odprowadzenia. Nawet jeśli górna część zostanie nacięta na późniejszym etapie, różnica temperatur między akumulatorami nadal przekracza zadany zakres.
Metoda chłodzenia materiałem zmiennofazowym charakteryzuje się najwyższym stopniem zaawansowania technologicznego, ponieważ materiał zmiennofazowy może absorbować dużą ilość ciepła w zależności od zmian temperatury akumulatora. Ogromną zaletą tej metody jest mniejsze zużycie energii i możliwość rozsądnej kontroli temperatury akumulatora. W porównaniu z metodą chłodzenia cieczą, materiał zmiennofazowy nie jest żrący, co zmniejsza zanieczyszczenie środowiska akumulatora. Jednak nie wszystkie nowe tramwaje energetyczne mogą wykorzystywać materiały zmiennofazowe jako medium chłodzące, w końcu koszty ich produkcji są wysokie.
W praktyce, konwekcyjne chłodzenie żeberkowe pozwala kontrolować maksymalną temperaturę i maksymalną różnicę temperatur akumulatora w zakresie od 45°C do 5°C. Jednakże, jeśli prędkość wiatru wokół akumulatora osiągnie zadaną wartość, efekt chłodzenia żeberkowego poprzez prędkość wiatru nie będzie silny, przez co różnica temperatur akumulatora ulegnie niewielkiej zmianie.
Chłodzenie rurką cieplną to nowa, opracowana metoda odprowadzania ciepła, która nie została jeszcze oficjalnie wdrożona. Polega ona na umieszczeniu czynnika roboczego w rurce cieplnej, która po wzroście temperatury akumulatora może odprowadzać ciepło za pośrednictwem czynnika w rurce.
Jak widać, większość metod odprowadzania ciepła ma pewne ograniczenia. Aby naukowcy mogli skutecznie odprowadzać ciepło z baterii litowych, muszą odpowiednio dobrać urządzenia do odprowadzania ciepła, zależnie od sytuacji, aby zmaksymalizować efekt odprowadzania ciepła i zapewnić prawidłową pracę baterii litowej.
✦Rozwiązanie problemu awarii układu chłodzenia w pojazdach o nowych mocach
Przede wszystkim, żywotność i wydajność nowych pojazdów energetycznych są wprost proporcjonalne do żywotności i wydajności akumulatorów litowych. Naukowcy potrafią skutecznie zarządzać temperaturą, wykorzystując charakterystykę akumulatorów litowych. Ponieważ systemy odprowadzania ciepła stosowane w nowych pojazdach energetycznych różnych marek i modeli różnią się znacznie, optymalizując system zarządzania temperaturą, naukowcy muszą dobrać odpowiednią metodę odprowadzania ciepła, dostosowaną do ich charakterystyki wydajnościowej, aby zmaksymalizować efektywność systemu odprowadzania ciepła w nowych pojazdach energetycznych. Na przykład, stosując metodę chłodzenia cieczą (Podgrzewacz płynu chłodzącego PTC), naukowcy mogą wykorzystać glikol etylenowy jako główny ośrodek odprowadzania ciepła. Jednak, aby wyeliminować wady chłodzenia cieczą i metod odprowadzania ciepła oraz zapobiec wyciekom glikolu etylenowego i zanieczyszczeniu akumulatora, naukowcy muszą stosować niekorodujące materiały powłokowe jako materiał ochronny dla akumulatorów litowych. Ponadto, naukowcy muszą również zadbać o skuteczne uszczelnienie, aby zminimalizować ryzyko wycieku glikolu etylenowego.
Po drugie, zasięg pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii stale rośnie, pojemność i moc akumulatorów litowych uległy znacznej poprawie, a wytwarzane jest coraz więcej ciepła. Dalsze stosowanie tradycyjnej metody rozpraszania ciepła znacznie ograniczy jego efekt. Dlatego naukowcy muszą nadążać za duchem czasu, stale rozwijać nowe technologie i dobierać nowe materiały, aby poprawić wydajność układu chłodzenia. Ponadto naukowcy mogą łączyć różne metody rozpraszania ciepła, aby zwiększyć zalety systemu, tak aby temperatura wokół akumulatora litowego mogła być kontrolowana w odpowiednim zakresie, co może zapewnić niewyczerpane źródło energii dla pojazdów napędzanych nowymi źródłami energii. Na przykład, naukowcy mogą łączyć metody chłodzenia powietrzem i rozpraszania ciepła, wybierając metody rozpraszania ciepła w cieczy. W ten sposób te dwie lub trzy metody mogą kompensować swoje wady i skutecznie poprawiać wydajność rozpraszania ciepła w pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii.
Wreszcie, kierowca musi starannie wykonywać codzienne czynności konserwacyjne pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii podczas jazdy. Przed rozpoczęciem jazdy należy sprawdzić stan techniczny pojazdu i ewentualne usterki. Taka metoda kontroli może zmniejszyć ryzyko awarii i zapewnić bezpieczeństwo jazdy. Po długiej jeździe kierowca powinien regularnie wysyłać pojazd na przegląd, aby sprawdzić, czy nie występują potencjalne problemy z układem sterowania napędem elektrycznym i układem odprowadzania ciepła, aby uniknąć wypadków podczas jazdy pojazdami zasilanymi nowymi źródłami energii. Ponadto, przed zakupem pojazdu zasilanego nowymi źródłami energii, kierowca powinien dokładnie zbadać konstrukcję układu napędowego z akumulatorem litowym i układu odprowadzania ciepła pojazdu zasilanego nowymi źródłami energii, a także wybrać pojazd z dobrym układem odprowadzania ciepła. Ten typ pojazdu charakteryzuje się długą żywotnością i doskonałą wydajnością. Jednocześnie kierowcy powinni również posiadać wiedzę na temat konserwacji, aby móc poradzić sobie z nagłymi awariami systemu i zminimalizować straty w czasie.
Czas publikacji: 25 czerwca 2023 r.
