การจัดการความร้อนและวิธีทำความร้อนของแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์พลังงานใหม่
การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่
ในความเป็นจริง อุณหภูมิในการทำงานที่เหมาะสมที่สุดของแบตเตอรี่อยู่ระหว่าง 15-40 องศา แต่สภาพแวดล้อมการทำงานจริงของรถยนต์นั้นกว้างมาก ตั้งแต่ลบ 20 องศา ถึง 55 องศา ปัจจุบันมีวิธีแก้ไขปัญหาต่างๆ มากมาย แต่จุดประสงค์หลักคือ ฟังก์ชั่น 3 ประการเพื่อให้บรรลุการจัดการระบายความร้อน:
การกระจายความร้อน:เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป ความจุของแบตเตอรี่จะลดลง และความเสี่ยงต่อการเกิดความร้อนเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการกระจายความร้อนเมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป
เครื่องทำความร้อน:เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป ความจุของแบตเตอรี่ก็จะสลายไปด้วย การชาร์จในเวลานี้จะทำให้เกิดการลัดวงจรภายใน ซึ่งอาจทำให้ความร้อนหนีหายไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการทำความร้อน (หรือฉนวน) เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป
ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ:แบตเตอรี่จ่ายไฟจำเป็นต้องพยายามให้แน่ใจว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์มีค่าน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำมีผลกระทบอย่างมากต่อยานพาหนะและแบตเตอรี่ที่ให้พลังงาน อุณหภูมิต่ำจะลดความสามารถในการคายประจุของแบตเตอรี่ ซึ่งส่งผลต่อระยะการขับขี่ นอกจากนี้ยังจะส่งผลกระทบต่อกำลังของยานพาหนะ การนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ฯลฯ
ความร้อนจากแบตเตอรี่ตามธรรมชาติ:ใช้ความร้อนที่เกิดจากแบตเตอรี่ในระหว่างการชาร์จและการคายประจุเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของแบตเตอรี่ วิธีการให้ความร้อนนี้ช้าและโดยพื้นฐานแล้วผู้ผลิตหลักๆ ละทิ้งไปแล้ว ยกเว้นรถยนต์รุ่นแรกๆ และรถยนต์ราคาประหยัด
การทำความร้อนด้วยลม:ใช้เครื่องปรับอากาศภายนอกเป่าลมร้อนเพื่อควบคุมอุณหภูมิภายในก้อนแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้จำเป็นต้องมีการออกแบบท่ออากาศในชุดแบตเตอรี่อย่างเข้มงวด ผลความร้อนของแบตเตอรี่ค่อนข้างช้า หากออกแบบไม่ดีก็เกิดขึ้นได้ง่าย อุณหภูมิท้องถิ่นสูงเกินไป
อุปกรณ์ทำความร้อนในชุดแบตเตอรี่:ระบบทำความร้อนส่วนใหญ่ประกอบด้วยองค์ประกอบความร้อนและวงจร ซึ่งองค์ประกอบความร้อนเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด
องค์ประกอบความร้อนทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบความร้อนที่มีความต้านทานตัวแปรและองค์ประกอบความร้อนที่มีความต้านทานคงที่ แบบแรกมักเรียกว่า PTC (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิบวก) และแบบหลังเป็นฟิล์มทำความร้อนที่มักประกอบด้วยลวดทำความร้อนโลหะ เช่น ฟิล์มทำความร้อนแบบซิลิโคนและเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าแบบยืดหยุ่น เมมเบรน ฯลฯ วิธี PTC หรือฟิล์มทำความร้อนมักจะให้ความร้อนที่ดีและมีความเร็วที่รวดเร็ว อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของแบตเตอรี่จะเพิ่มขึ้นไม่สม่ำเสมอเช่นกัน อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นของแกนแบตเตอรี่ใกล้กับแหล่งให้ความร้อนจะสูงกว่าอุณหภูมิของแกนแบตเตอรี่ที่อยู่ห่างจากแหล่งให้ความร้อนอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งฟิล์มทำความร้อนจะติดอยู่กับพื้นผิวของโมดูลแบตเตอรี่อย่างใกล้ชิดเพื่อให้ความร้อน ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดบางประการสำหรับโครงสร้างการกระจายความร้อนในชุดแบตเตอรี่
PTC ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากการใช้งานที่ปลอดภัย ประสิทธิภาพการแปลงความร้อนสูง อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ไม่มีเปลวไฟ และอุณหภูมิคงที่อัตโนมัติ ต้นทุนที่ต่ำเป็นปัจจัยที่ดีสำหรับแบตเตอรี่พลังงานที่มีราคาสูงกว่าในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบความร้อนของ PTC มีขนาดใหญ่และจะใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ภายในระบบแบตเตอรี่ ฟิล์มทำความร้อนไฟฟ้าแบบยืดหยุ่นเป็นฉนวนเป็นฮีตเตอร์อีกประเภทหนึ่งที่สามารถโค้งงอได้ตามรูปร่างของชิ้นงาน ทำให้มั่นใจได้ถึงการสัมผัสชิ้นงานอย่างใกล้ชิดและมั่นใจในการถ่ายเทพลังงานความร้อนสูงสุด ฟิล์มทำความร้อนซิลิโคนเป็นองค์ประกอบความร้อนพื้นผิวบางที่มีความยืดหยุ่น แต่จะต้องสัมผัสอย่างใกล้ชิดกับวัตถุเพื่อให้ความร้อน และความปลอดภัยแย่กว่า PTC
การทำความร้อนแบบหมุนเวียนของเหลว: ชุดแบตเตอรี่ระบายความร้อนด้วยของเหลวครองตำแหน่งกระแสหลักเนื่องจากให้ความร้อนที่ดี แม้กระทั่งการกระจายความร้อน ความปลอดภัย และความน่าเชื่อถือ โครงสร้างภายในของก้อนแบตเตอรี่จะได้รับการออกแบบให้มีช่องน้ำที่เอื้อต่อการกระจายความร้อน โดยกระจายความร้อนเข้าสู่ก้อนแบตเตอรี่อย่างสม่ำเสมอเพื่อให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่สูงขึ้นอย่างสม่ำเสมอ
