โหมดการจัดการความร้อนสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าล้วน: การระบายความร้อนด้วยแบตเตอรี่
ในการใช้งานใหม่เกี่ยวกับการใช้พลังงานไฟฟ้าของรถยนต์ สิ่งสำคัญคือต้องทำให้ชิ้นส่วนไฟฟ้าเย็นและร้อนเพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานที่เหมาะสม เนื่องจากเป็นการรับประกันอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของชิ้นส่วนไฟฟ้า ดังนั้นระบบการจัดการระบายความร้อนที่เหมาะสมจึงมีความจำเป็น กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นต้องออกแบบระบบจัดการระบายความร้อนที่เหมาะสมโดยเฉพาะสำหรับส่วนประกอบไฟฟ้าที่ใช้
ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีการออกแบบที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และไม่มีปัญหาการรั่วซึม การระบายความร้อนของอากาศแบ่งออกเป็นประเภทแอคทีฟโดยใช้การพาความร้อนแบบบังคับ และประเภทพาสซีฟโดยใช้การพาความร้อนตามธรรมชาติ เมื่อเทียบกับสื่อเช่นของเหลว อากาศมีความจุความร้อนน้อย (Cp=1.006 kJ/kgK ที่อุณหภูมิมาตรฐาน) และค่าการนำความร้อนต่ำ ดังนั้นการระบายความร้อนด้วยอากาศจึงไม่น่าจะเป็นทางเลือกสำหรับรถยนต์ไฟฟ้ารุ่นต่อไปที่มี ก้อนแบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้นและการชาร์จที่เร็วขึ้น เทคโนโลยีที่ต้องการ
การระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถแบ่งออกเป็นวิธีทางอ้อมและทางตรง น้ำหล่อเย็นมีความจุความร้อนมากกว่าและค่าการนำความร้อนสูงกว่าอากาศ เนื่องจากการควบคุมอุณหภูมิที่สมดุล การระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมจึงเป็นหนึ่งในโซลูชั่นที่ใช้บ่อยที่สุดในการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ สารหล่อเย็นที่ใช้บ่อยที่สุดคือส่วนผสมของน้ำและไกลคอล หลักการของการทำความเย็นทางอ้อมคือการให้สารหล่อเย็นไหลผ่านช่องด้านล่างหรือด้านข้างของเซลล์/โมดูลแบตเตอรี่เพื่อถ่ายเทความร้อนออกจากระบบ
สามารถปรับปรุงการระบายความร้อนได้โดยใช้วัสดุเชื่อมต่อในการระบายความร้อน (TIM) ที่เฉพาะเจาะจง ข้อเสียของการระบายความร้อนด้วยของเหลวทางอ้อมเมื่อเทียบกับการระบายความร้อนด้วยอากาศคือความซับซ้อนของระบบ ส่วนประกอบและช่อง/ท่อที่มากขึ้นอาจนำไปสู่ความล้มเหลว น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น และปัญหาการรั่วซึม
อีกเทคโนโลยีการระบายความร้อนที่เกิดขึ้นใหม่คือการระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรง หรือที่เรียกว่าการทำความเย็นแบบจุ่ม ซึ่งทำให้แบตเตอรี่จุ่มลงในของเหลวไดอิเล็กทริกอย่างสมบูรณ์ เป็นของเหลวที่ไม่นำไฟฟ้าซึ่งมีความทนทานต่อการสลายตัวทางไฟฟ้าสูง การแนะนำเทคโนโลยีนี้หมายความว่าความซับซ้อนของกระบวนการแบตเตอรี่และการออกแบบส่วนประกอบสามารถลดลงได้อย่างมาก และยังช่วยลดน้ำหนักและปริมาตรของระบบ และปรับปรุงความเสถียรและความสมดุลของการควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ได้อย่างมาก การระบายความร้อนแบบจุ่มสามารถทำให้แบตเตอรี่ร้อนหรือเย็นได้ตามต้องการโดยไม่ต้องใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ซึ่งให้ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นอย่างมาก การระบายความร้อนด้วยการจุ่มของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ายังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่มีบางกรณีการใช้งานแล้ว เช่น ระบบเซลล์แช่เต็มรูปแบบที่ได้รับการจดสิทธิบัตรของ Faraday Future, การระบายความร้อนด้วยการแช่ของ Audi RS Q e-tron ในการแข่งขัน Dakar Rally เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือระบบ IMMERSIO™ ของ Xingji Technology ที่ก่อตั้งโดยอดีตพนักงานของ Panasonic และ Tesla
