Visão geral dos sistemas de gerenciamento térmico de baterias de energia
Os veículos elétricos exigem muito dos sistemas de gerenciamento térmico de baterias, impulsionando avanços contínuos nesta tecnologia. Um aspecto fundamental é otimizar a estrutura de dissipação de calor da bateria. O sistema de energia de um veículo elétrico compreende múltiplos componentes de bateria e dispositivos eletrônicos, como motores, que geram consumo significativo de energia e calor. Devido ao grande tamanho da bateria, ela gera calor substancial durante a operação, necessitando de uma série de processos, incluindo resfriamento e dissipação de calor, para garantir o desempenho ideal da bateria. O gerenciamento térmico eficaz da bateria não apenas prolonga sua vida útil, mas também reduz significativamente a perda de energia.
Sistemas de refrigeração líquida
O resfriamento líquido utiliza refrigerante para trocar calor com a bateria, proporcionando dissipação de calor rápida e eficiente. Esta tecnologia é dividida em refrigeração líquida direta e indireta. No resfriamento líquido direto, o refrigerante entra em contato direto com a bateria, como no resfriamento líquido por imersão. O resfriamento indireto por líquido, entretanto, consegue o resfriamento por meio de componentes específicos, como placas de resfriamento.
Em comparação com o resfriamento a ar, a tecnologia de placas de resfriamento líquido é mais eficiente e as placas de resfriamento, geralmente feitas de alumínio ou ligas de alumínio, são relativamente baratas. O foco principal da pesquisa é otimizar a estrutura e as características do fluxo de fluido das placas de resfriamento para simplificar o processo de fabricação e aumentar sua eficácia.
O sistema de gerenciamento térmico da bateria atua como um “gerenciador de controle de temperatura”, mantendo a faixa de temperatura operacional da bateria (20-40 graus). Consiste em quatro módulos principais, com funções principais de controle de temperatura, equalização de temperatura e prevenção de explosão, garantindo o alcance e a segurança da bateria.
Componentes principais (4 módulos)
1. Módulo de troca de calor (componente de execução principal)
Componentes principais: Placa de resfriamento/canal de resfriamento (principalmente refrigeração líquida, fixada na parte inferior da bateria), radiador (semelhante a um radiador de carro), bomba de calor/compressor de ar condicionado (para aquecimento no inverno).
Função: Atua como um “transportador” de calor, dissipando o excesso de calor da bateria através da circulação de líquidos ou fluxo de ar, ou introduzindo calor em baixas temperaturas.
2. Módulo de Circulação Média (Transportador de Calor)
Componentes principais: Líquido refrigerante/refrigerante (principalmente solução de etilenoglicol, anticongelante e com boa condutividade térmica), bomba de água/ventilador (aciona o fluxo médio), tubulação e válvulas (controla a direção do fluxo médio).
Função: Estabelece um “canal” de transferência de calor, permitindo que a função de controle de temperatura do módulo de troca de calor cubra toda a bateria.
3. Módulo de Monitoramento (Núcleo de Detecção)
Componentes principais: Sensor de temperatura (conectado à superfície de células/módulos de bateria individuais para medição precisa de temperatura), BMS (Sistema de gerenciamento de bateria) (o "cérebro" central).
Function: Monitors battery temperature distribution in real time; triggers temperature control commands immediately if the temperature exceeds safe limits (e.g., >50 graus ou<0℃).
4. Módulo de Proteção Auxiliar (Garantia de Segurança)
Componentes principais: isolamento térmico (reduz a interferência de temperatura externa), válvula à prova de explosão/mecanismo de alívio de pressão (libera pressão em caso de alta-temperatura), camada de isolamento (reduz a perda de calor no inverno).
Função: Isola de influências ambientais externas e lida com condições operacionais extremas, evitando o risco de fuga térmica.
