Um sistema de resfriamento líquido para gerenciamento térmico
de baterias de íon de lítio
O desenvolvimento de veículos elétricos acelerou significativamente nos últimos anos devido a preocupações crescentes com o consumo de combustível fóssil e as emissões de carbono pelo tubo de escape. As baterias de íons de lítio são atualmente a fonte de energia mais utilizada para veículos elétricos devido à sua alta densidade de energia, baixa taxa de autodescarga, baixos requisitos de manutenção, longa vida útil, peso leve e estrutura compacta. No entanto, o desempenho das baterias de íons de lítio é muito afetado pela temperatura de operação. A faixa de temperatura operacional ideal para baterias de íon-lítio é de 25 a 40 graus, e a diferença máxima de temperatura entre diferentes baterias é inferior a 5 graus. Trabalhar em um ambiente de baixa ou alta temperatura levará à degradação do desempenho da bateria, redução da vida útil e até mesmo fuga térmica. Portanto, um excelente sistema de gerenciamento térmico de bateria (BTMS) é muito necessário para garantir a operação segura e eficiente das baterias de íon-lítio.
De acordo com diferentes estratégias de resfriamento, o BTMS pode ser dividido em sistema de resfriamento passivo, sistema de resfriamento ativo e sistema híbrido combinando passivo e ativo. Em sistemas de resfriamento passivos, não há consumo de energia adicional, mas eles também não podem controlar o sistema de resfriamento para alterar a taxa de resfriamento. Implemente materiais especiais ou estruturas de dissipação de calor na superfície das baterias de íons de lítio para obter altas capacidades de transferência de calor entre a bateria e o ambiente externo. Exemplos típicos incluem convecção de ar natural, materiais de mudança de fase (PCMs) e tubos de calor.
O resfriamento a ar passivo tem baixa capacidade de resfriamento e não é adequado para resfriar baterias de íons de lítio de alta densidade de energia. Os PCMs são capazes de armazenar e liberar grandes quantidades de energia durante o descongelamento e têm recebido atenção crescente nos últimos anos. As principais vantagens de incorporar o PCM no BTMS são a boa uniformidade da temperatura da célula e a geometria flexível. No entanto, a baixa condutividade térmica do PCM dificulta a taxa de dissipação de calor da bateria, o que representa sérios perigos ocultos em condições de carga e descarga de alta taxa. Portanto, é muito importante desenvolver um sistema de gerenciamento térmico de bateria para veículos elétricos de nova energia com excelente desempenho de dissipação de calor.
