Doska na chladenie batérie (tiež bežne známa ako „doska chladiacej batérie“) je základnou súčasťou tepelného riadenia batérií, najmä batérií s vysokým výkonom/vysokokapacity, ako sú nové energetické batérie vozidla a batérie na ukladanie energie. Jej hlavnou funkciou je regulovať teplotu batérie počas nabíjania a vypúšťania prostredníctvom aktívnych alebo pasívnych prostriedkov, čím sa zabezpečí, že batéria pracuje vždy v bezpečnom a efektívnom teplotnom rozsahu, vyhýba sa degradácii výkonu, skrátenej životnosti a dokonca aj bezpečnostných rizikách (ako je tepelný útek) spôsobeným prehriatím alebo neochvejnou teplotou.
1 、Základná úloha: okolo troch základných hodnôt „regulácia teploty“
1. Potlačte prehrievanie batérie a vyhnite sa bezpečnostným rizikám
Batérie (najmä lítium-iónové batérie) generujú joulové teplo počas nabíjania a vypúšťania (prúd funguje a vytvára teplo prostredníctvom vnútorného odporu) a za vysokých podmienok (ako je rýchle zrýchlenie a rýchle nabíjanie nových energetických vozidiel), generovanie tepla sa prudko zvýši:
Ak teplota presahuje bezpečný prah (zvyčajne 45-60 ℃ pre lítium-iónové batérie, s malými rozdielmi pre rôzne typy), môže spôsobiť rozklad elektrolytov, štrukturálne poškodenie pozitívnych materiálov elektród a dokonca spustiť „tepelný útek“ (oheň, výbuch);
Chladiaca doska rýchlo absorbuje teplo a vykonáva ju do chladiaceho média (napríklad chladiva, vzduch) priamo alebo nepriamym kontaktom s povrchom batérie (ako je lepenie na batériu/modul), reguláciou teploty batérie v bezpečnom rozsahu a znižuje riziko tepelného úteku zo zdroja.
2. Vyvážiť rozdiel v teplote batérie, aby ste zaistili stabilný výkon
Batéria sa skladá z desiatok alebo dokonca stoviek jednotlivých buniek. Ak je rozptyl tepla nerovnomerný, môže existovať problém s teplotným rozdielom „miestnej vysokej teploty, miestnej nízkej teploty“ (napríklad teplotný rozdiel viac ako 5 ℃ medzi okrajom a stredom batérie):
Monomér s vysokou teplotou: rýchlejší rozklad kapacity a kratšia životnosť cyklu;
Bunky s nízkou teplotou: nízka účinnosť nabíjania a vypúšťania (napríklad znížená zimná dosah) a dokonca sa neschopné podieľať sa na nabíjaní a vybíjaní normálneho hľadiska, čo spôsobuje „zaostávanie celého batérie“;
Chladiaca doska je navrhnutá s rovnomernými prietokovými kanálmi (ako sú hadie kanály, paralelné kanály) alebo štruktúry rozptylu tepla, aby sa zabezpečilo, že teplota sa rovnomerne odnesie, znížte teplotný rozdiel medzi jednotlivými bunkami (zvyčajne sa vyžaduje, aby sa riadili v rámci 3-5 ℃) a umožnili synchronizáciu všetkého výkonu batérie, vyhýba sa „hlavnému efektu“.
3. Udržujte optimálnu prevádzkovú teplotu a predĺžte výdrž batérie
Batéria má „optimálny rozsah prevádzkovej teploty“ (zvyčajne 20-40 ℃), v rámci ktorého:
Najvyššia účinnosť nabíjania (vyhýba sa pomalému nabíjaniu s nízkym teplotou a ukladaním lítia počas nabíjania s vysokým teplotou);
Rozpad kapacity je najpomalší (vysoká teplota urýchľuje starnutie elektródových materiálov, nízka teplota vedie k tvorbe dendritov lítium, ktoré obidve skracujú životnosť);
Chladiaca doska dynamicky upravuje intenzitu rozptylu tepla (napríklad automaticky spustenie a zastavenie chladiaceho systému podľa teploty batérie, upravuje rýchlosť prietoku chladiacej kvapaliny), stabilizuje batériu v optimálnom rozsahu po dlhú dobu a výrazne predlžuje servisnú životnosť batérie (zvyčajne predlžuje životnosť napájacej batérie od 3 do 5 rokov do 5 až 8 rokov).
2 、Pomocná funkcia: rozšírenie funkcie prispôsobené rôznym scenárom
Kompatibilné s nízkoteplotným predhrievaním (čiastočne integrovaným dizajnom): Niektoré chladiace dosky prijímajú štruktúru „studenej horúcej integrácie“ (ako je integrácia vykurovacích prvkov do prietokového kanála), ktoré je možné počas zimy prepnúť na „režim vykurovania“ počas nízkych teplôt. Batéria je predhrievaná plutvami na chladivo/vykurovanie, pričom pri nízkych teplotách vyrieši problémy s nízkou aktivitou batérie a krátkeho rozsahu (najmä vhodný pre nové energetické vozidlá v studených severných oblastiach).
Ochrana štruktúry batérie a zníženie nárazu vibrácií: Niektoré chladiace dosky (ako napríklad vodotesná doska nových batérií energetického vozidla) sú pri pripevnení k batérii vybavené tlmiteľnými materiálmi (ako sú tepelné vodivé silikónové vankúšiky). Okrem zvýšenia tepelnej vodivosti môžu počas prevádzky vozidla tiež tlmiť vibrácie, vyhnúť sa štrukturálnej uvoľneniu alebo slabému kontaktu batérií elektród v dôsledku dlhodobých vibrácií.
3 、Kľúčové adaptačné scenár: Prečo sa batérie s vysokým výkonom spoliehajú na chladiace dosky?
Nová batéria energetického vozidla: Je to najdôležitejší scenár aplikácie pre chladiace dosky. Vďaka vysokému nabíjaniu a vypúšťaniu batérie počas prevádzky vozidla (ako je špičkový výkon dosiahnutie stoviek kilowattov) a uzavretého inštalačného priestoru (zlé podmienky rozptylu tepla vo vnútri batérie) je potrebné použiť chladiace dosky (hlavne vodoterné dosky) na určité rozptýlenie tepla, inak bude vážne ovplyvniť rozsah a bezpečnosť;
Systém batérie energie: batéria veľkých elektrární na ukladanie energie (ako napríklad fotovoltaické/veterné úložisko energie) má veľkú kapacitu a môže sa nabíjať a vypúšťať po dlhú dobu. Ak je teplota príliš vysoká, kapacita sa rýchlo rozpadne. Chladiace dosky môžu zabezpečiť dlhodobú stabilnú prevádzku systému na skladovanie energie;
Vysoko výkonné priemyselné batérie, ako sú batérie používané vo vysokozdvižných vysokozdvižných vozíkoch a AGV robotoch, vytvárajú veľké množstvo tepla prostredníctvom častého rýchleho nabíjania a vybíjania. Chladiaca doska môže zabrániť tomu, aby sa batéria často vypínala v dôsledku prehriatia a zlepšila účinnosť prevádzky zariadenia.
