พื้นหลัง

เทคโนโลยีการกระจายความร้อนของแบตเตอรี่หรือที่เรียกว่าเทคโนโลยีทำความเย็นนั้นเป็นกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ช่วยลดอุณหภูมิภายในของแบตเตอรี่โดยการถ่ายโอนความร้อนจากแบตเตอรี่ไปยังสภาพแวดล้อมภายนอกผ่านตัวกลางทำความเย็น ปัจจุบันมีการใช้ในแบตเตอรี่ฉุดขนาดใหญ่ ตลอดจนแบตเตอรี่กักเก็บพลังงาน โดยเฉพาะแบตเตอรี่คอนเทนเนอร์ ESS แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความไวต่ออุณหภูมิพอๆ กับตัวเร่งปฏิกิริยาปฏิกิริยาเคมีในการใช้งานจริง ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการกระจายความร้อนคือเพื่อให้อุณหภูมิในการทำงานที่เหมาะสมสำหรับแบตเตอรี่เมื่ออุณหภูมิของแบตเตอรี่ Li-ion สูงเกินไป จะเกิดปฏิกิริยาข้างเคียงหลายอย่าง เช่น การสลายตัวของฟิล์มเชื่อมต่ออิเล็กโทรไลต์แข็ง (ฟิล์ม SEI) จะเกิดขึ้นภายในแบตเตอรี่ ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่วงจร. อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะเสื่อมสภาพเร็วขึ้น และมีความเสี่ยงที่จะเกิดการตกตะกอนของลิเธียมที่ส่งผลให้ความสามารถในการคายประจุลดลงอย่างรวดเร็วและประสิทธิภาพที่จำกัดในพื้นที่เย็น อะไร-ยิ่งไปกว่านั้น ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์เดี่ยวในโมดูลยังเป็นปัจจัยที่ไม่ควรมองข้ามอีกด้วย ความแตกต่างของอุณหภูมิเกินช่วงหนึ่งจะนำไปสู่การชาร์จและการคายประจุภายในที่ไม่สมดุล ส่งผลให้ความจุเบี่ยงเบนไป นอกจากนี้ ความแตกต่างของอุณหภูมิยังส่งผลให้อัตราการสร้างความร้อนของเซลล์ใกล้กับจุดโหลดเพิ่มขึ้น ส่งผลให้แบตเตอรี่ขัดข้อง

ปัจจุบันตามสื่อการถ่ายเทความร้อน มีระบบกระจายความร้อนที่สัมพันธ์กันเต็มที่เช่นอากาศเย็นไอเอ็นจี,ของเหลวเย็นไอเอ็นจีและการเปลี่ยนเฟสการทำความเย็นของวัสดุ.

อากาศ เย็นไอเอ็นจีเทคโนโลยี

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยอากาศเป็นวิธีการทำความเย็นแบตเตอรี่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

ในผลิตภัณฑ์ที่มีอัตราปานกลางและสูงบางชนิด เนื่องจากกระแสการชาร์จและการคายประจุสูง ความร้อนภายในโมดูลไม่สามารถกระจายได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพโดยการทำความเย็นตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียว เนื่องจากจะทำให้เกิดการสะสมความร้อนภายในได้ง่ายและส่งผลต่ออายุการใช้งานของเซลล์ . ดังนั้นวิธีการทำความเย็นด้วยอากาศแบบบังคับจึงเหมาะสมกว่าสำหรับสถานการณ์การประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานอัตราปานกลางและสูง

เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลว

ข้อดีของเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวคือความจุความร้อนจำเพาะและค่าการนำความร้อนของตัวกลางถ่ายเทความร้อนนั้นสูงกว่า ซึ่งสามารถแก้ปัญหาการจัดการความร้อนของระบบแบตเตอรี่ได้ดีกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ ปัจจุบันระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวมีอยู่ 2 ประเภท คือ แบบสัมผัสโดยตรง และแบบสัมผัสโดยอ้อม ขึ้นอยู่กับว่าสารหล่อเย็นจะสัมผัสกับแบตเตอรี่โดยตรงได้หรือไม่

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสัมผัสโดยตรง

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวสัมผัสทางอ้อม

การระบายความร้อนด้วยของเหลวมีผลในการกระจายความร้อนได้ดีกว่าการระบายความร้อนด้วยอากาศ และกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นโดยตรง มีประสิทธิภาพและปิดมากกว่า อย่างไรก็ตาม การระบายความร้อนด้วยของเหลวต้องใช้ประสิทธิภาพการปิดผนึกของโครงสร้างสูงและต้นทุนการผลิตที่สูง การเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุแผ่นทำความเย็น ตำแหน่งแผ่นทำความเย็น การเลือกสารหล่อเย็น รูปร่างท่อ รูปแบบการจัดท่อ และสิ่งที่ชอบ สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนได้ เทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเป็นทิศทางการพัฒนาหลักของเทคโนโลยีระบายความร้อนในอนาคตของแบตเตอรี่เก็บพลังงาน

เฟสcแขวนคอmวัสดุtเทคโนโลยี

การระบายความร้อนด้วยอากาศและการระบายความร้อนด้วยของเหลวส่วนใหญ่อาศัยแรงภายนอกในการขับเคลื่อน ในขณะที่การระบายความร้อนด้วยวัสดุแบบเปลี่ยนเฟสเป็นวิธีควบคุมอุณหภูมิแบบพาสซีฟ ซึ่งเหมาะสำหรับบางสถานการณ์ที่มีความต้องการการกระจายความร้อนสูงแต่มีพื้นที่สิ่งแวดล้อมจำกัด

บทสรุป

การศึกษาเทคโนโลยีระบายความร้อนด้วยแบตเตอรี่เป็นเรื่องที่ซับซ้อน นอกเหนือจากการตอบสนองลักษณะของผลการระบายความร้อนที่ยอดเยี่ยม โครงสร้างที่กะทัดรัด ความปลอดภัยสูง และการบังคับใช้ที่เป็นสากล แต่ยังต้องพิจารณาข้อกำหนดทางเศรษฐกิจด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตลาดการจัดเก็บพลังงานในปัจจุบันกำลังเฟื่องฟู แบตเตอรี่เก็บพลังงานแบบคอนเทนเนอร์เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่อื่นๆ มีระดับการจัดเรียงแบตเตอรี่ที่สูงและหนาแน่น ในพื้นที่จำกัด มีสภาพการทำงานและสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนและรุนแรงมากขึ้น และยังต้องทำงานอย่างต่อเนื่องอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่มีความคล่องตัวของระบบจัดเก็บพลังงานตู้คอนเทนเนอร์ ซึ่งจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมภายนอกที่รุนแรงอย่างยิ่ง ดังนั้นแบตเตอรี่ที่ใช้ในระบบจัดเก็บพลังงานตู้คอนเทนเนอร์จึงมีข้อกำหนดในการปรับตัวที่สูงขึ้นสำหรับสภาพแวดล้อมภายในและภายนอก ในอนาคต เราต้องการเทคโนโลยีระบายความร้อนแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น มีเสถียรภาพมากขึ้น ประหยัดมากขึ้น และมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น