Com a onda de interesse na redução de pegadas de carbono e tecnologias de energia verde, os carros elétricos (VEs) aceleraram a consciência pública como uma solução líder. Mas por trás dos elegantes exteriores e motores silenciosos está um componente crítico que garante que essas maravilhas modernas funcionem sem problemas: o sistema de resfriamento de bateria. Nesta postagem do blog, exploraremos a importância de técnicas de refrigeração eficientes, especificamente o uso de placas de resfriamento líquido de alumínio nos VEs e como eles contribuem para o desempenho e a durabilidade dos veículos.
Parte 1: Por que os carros EV estão se tornando populares
Os veículos elétricos (VEs) estão rapidamente em transição da novidade para a necessidade, impulsionados por uma mistura de avanços tecnológicos, preocupações ambientais e incentivos econômicos. O Dr. John Smith, da Greentech Innovations, destaca o papel crítico do gerenciamento térmico nos VEs, afirmando ","A evolução do resfriamento da bateria nos VEs é fundamental para seu desempenho e longevidade."Esse salto tecnológico garante que os VEs operem com eficiência em diversos climas, abordando um dos principais obstáculos na adoção de VE.
O impulso em direção aos VEs é reforçado por políticas de emissão de carbono de 2035: a União Europeia, com o objetivo de alcançar a neutralidade de carbono, emitiu vários documentos e estabeleceu padrões rigorosos de emissão de carbono para a indústria automotiva:
2019
Regulamentação sobre emissões de CO2 para veículos pesados
Em 2019, foi introduzido o "Regulamento sobre Emissões de CO2 para veículos pesados".
2019
Ajuste para 55
O pacote de redução de emissões "Fit for 55" lançado em 2021 conjuntos ainda mais rigorosos padrões de emissão de carbono para carros e vans, com uma redução de 55% para carros e 50% para vans até 2030 em comparação com 2021 níveis e uma redução de 100% até 2035.
2023
2035 Mandato de emissão zero
Em março de 2023, a UE aprovou o "mandato de emissão zero 2035 para novas vendas de carros a combustível e veículos comerciais leves", planejando proibir a venda de veículos a combustível até 2035.
Incentivos de compra de veículos: Embora alguns países com alta penetração de novos veículos de energia tenham começado a reduzir os subsídios de compra em 2022, a maioria dos países europeus continua oferecendo subsídios, estimulando os consumidores a comprar.
Por exemplo, a Alemanha oferece um incentivo substancial para compradores de veículos elétricos, fornecendo até € 9, {1}} em subsídios para a compra de um veículo totalmente elétrico e até 6.750 € para híbridos plug-in, combinando contribuições federais e fabricantes.
Parte 2: Gerenciamento térmico em baterias EV
Falando sobre carros EV,o sistema de gerenciamento térmico (TMS) da bateriadesempenha um papel crucial no desenvolvimento do desempenho térmico de novos veículos energéticos. Um TMS eficaz não apenas aumenta a resistência térmica e a segurança da bateria, mas também estende sua vida útil. Entre várias tecnologias de refrigeração, o resfriamento do ar, embora simples e econômico, é limitado em sua capacidade de dissipar eficientemente as temperaturas de calor e controle. Portanto, as tecnologias de placas frias resfriadas líquidas para bateria emergem como opções superiores.
A comparação entre tecnologias de resfriamento líquido e sistemas de resfriamento de ar
De um modo geral, os sistemas de resfriamento líquido gerenciam o calor com mais eficiência do que o resfriamento do ar usando um líquido de arrefecimento líquido para absorver e transferir direta ou indiretamente o calor gerado pela bateria. Esse sistema permite um controle de temperatura mais preciso, reduzindo o risco de superaquecimento e, assim, aumentando o desempenho geral e a segurança da bateria. Pelo contrário, o resfriamento do ar fica aquém do desempenho.
As placas frias desempenham um papel crucial na implementação do resfriamento localizado de eletrônicos de alta potência, transferindo calor da bateria EV para um líquido que flui para um trocador de calor remoto e se dissipa no ambiente ou em outro líquido em um sistema de resfriamento secundário.
A eficiência do resfriamento do ar nos VEs diminui exponencialmente ao longo do tempo. A partir da alta eficiência, mostra um declínio notável à medida que o tempo avança, o que é indicativo das limitações inerentes aos sistemas de resfriamento de ar na dissipação do calor efetivamente por períodos mais longos, particularmente em cenários de alta demanda, onde a carga térmica é significativa. Pelo contrário, o segundo gráfico apresenta uma taxa mais lenta de perda de eficiência para sistemas de resfriamento líquido nos VEs, indicando um desempenho de resfriamento mais estável e duradouro ao longo do tempo. O resfriamento líquido, sob sua maior capacidade de calor e a capacidade de gerenciar diretamente o calor em sua fonte, mantém níveis mais altos de eficiência por maior duração em comparação com o resfriamento do ar. Isso não apenas resulta em melhor desempenho térmico geral, mas também estende a vida útil da bateria de um EV e outros componentes críticos.
A estrutura da placa de resfriamento líquido
Material da placa de resfriamento:Normalmente feito de materiais com alta condutividade térmica, como alumínio (aproximadamente 235 W/m · k) ou cobre (aproximadamente 398 a 400 W/m · K). Esses materiais são escolhidos por sua capacidade de absorver e transferir rapidamente o calor das células da bateria EV. Mas nós geralmenteEscolher placa fria de resfriamento de alumínioDevido ao seu peso leve e acessibilidade em comparação com as placas frias do tubo de cobre.
Especialmente no design de veículos elétricos, a redução do peso do veículo é um fator importante para aumentar a eficiência energética e o alcance da driving, tornando os materiais leves de alumínio uma escolha ideal para placas de resfriamento de bateria.
Canais de fluxo interno:A placa de resfriamento contém canais ou passagens internas através das quais o fluido de resfriamento (geralmente uma mistura de água e glicol) circula. O design desses canais é fundamental para garantir uma transferência de calor eficiente. Eles podem ser retos, serpentinos ou ter outros padrões complexos para maximizar o contato da área da superfície com o fluido de resfriamento sob cargas de calor alto.
Portas de entrada e saída:As placas de resfriamento estão equipadas com portas de entrada e saída para o fluido de resfriamento. Essas portas são conectadas ao sistema de resfriamento do veículo, permitindo que o fluido circule através da placa e carregue o calor para longe das células da bateria.
Mecanismos de vedação:Para evitar vazamentos, as placas de resfriamento são seladas com juntas ou materiais de selantes. Esses selos são críticos para manter a integridade do sistema de refrigeração, especialmente nas condições de alta pressão necessárias para o resfriamento líquido eficaz.
Como a placa fria líquida funciona para a dissipação de calor
-Absorção de calor
Contato da superfície:
Nós sabemos que oPrincípio do processo de carregamento e descarga de baterias de íons de lítioé migração de íons e reações químicas. Li+ intercala e desintercalata dentro de materiais de carbono em camadas e óxidos metálicos, levando a uma série de reações químicas exotérmicas dentro da bateria, incluindo decomposição de eletrólitos, decomposição térmica de ânodo, reações de reações de reações de decomposição do ânodo e eletrólito com a placa de fibra de fibra de fibra de bateria com que a placa de refrigeração da pinça de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fria. Transferência de calor da bateria quente para a placa de resfriamento.
Transferência de calor
-Líquido Circulação de líquido de arrefecimento:
Dentro da placa de resfriamento líquido, há uma rede de canais através dos quais um líquido de líquido de arrefecimento flui. Este líquido de arrefecimento pode ser água, uma mistura de água de glicol ou outro fluido com boas propriedades térmicas ou compatibilidade de fluido sonoro, como nitrogênio líquido ou hélio. À medida que o líquido de arrefecimento passa pelos canais, ele absorve o calor da bateria e o leva para um dissipador de calor, onde é liberado no ar circundante.
Condução de calor:
À medida que o caminho do fluxo do líquido de arrefecimento se move através dos canais, ele capta o calor conduzido através da placa. A alta capacidade de calor específica do líquido permite absorver uma quantidade significativa de calor, facilitando a transferência efetiva do calor longe da fonte.
Transferência de calor
-Líquido Circulação de líquido de arrefecimento:
Dentro da placa de resfriamento líquido, há uma rede de canais através dos quais um líquido de líquido de arrefecimento flui. Este líquido de arrefecimento pode ser água, uma mistura de água de glicol ou outro fluido com boas propriedades térmicas ou compatibilidade de fluido sonoro, como nitrogênio líquido ou hélio. À medida que o líquido de arrefecimento passa pelos canais, ele absorve o calor da bateria e o leva para um dissipador de calor, onde é liberado no ar circundante.
Condução de calor:
À medida que o caminho do fluxo do líquido de arrefecimento se move através dos canais, ele capta o calor conduzido através da placa. A alta capacidade de calor específica do líquido permite absorver uma quantidade significativa de calor, facilitando a transferência efetiva do calor longe da fonte.
-Circulação refrigerada:
Depois de absorver o fogo, o líquido de arrefecimento agora aquecido é bombeado para longe da queda de pressão da placa de resfriamento através do tubo do líquido de arrefecimento e flui para um trocador de calor ou dissipador de calor.
-Rradiação ou convecção:
No trocador de calor, o calor do líquido de arrefecimento é dissipado no ar circundante ou em outro meio. Esse processo é geralmente auxiliado por ventiladores ou convecção natural para aumentar a eficiência da remoção de calor.
-Recirculação refrigerada:
Depois que o líquido de arrefecimento soltou seu fogo absorvido, ele é resfriado e, em seguida, o calor residual recirculou de volta através da placa de resfriamento para continuar o processo de absorção de calor.
Regulação da temperatura
-System Control:
Com base nos requisitos de temperatura da aplicação, a taxa de fluxo do líquido de arrefecimento e a operação do sistema (como a taxa de fluxo de atividades ou bombas) podem ser controlados com precisão. Isso permite que o gerenciamento preciso da temperatura mantenha o componente dentro de sua faixa ideal de temperatura operacional.
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As desvantagens e vantagens de placas frias resfriadas líquidas para VEs no desempenho térmico
Placas de resfriamento líquidosão um componente crítico no gerenciamento das condições térmicas dos veículos elétricos (VEs). Eles oferecem uma abordagem sofisticada para manter as temperaturas operacionais ideais para baterias e eletrônicos de energia. Como qualquer tecnologia, eles vêm com muitas aplicações e seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens.
Vantagens de placas frias líquidas para VEs
-Dissipação de calor eficiente:
As placas de resfriamento líquido podem remover o calor com mais eficiência do que os sistemas de resfriamento de ar devido à maior condutividade térmica dos líquidos. Isso ajuda a manter a bateria e os componentes eletrônicos dentro de sua faixa de temperatura ideal, mesmo em condições de alta carga.
Como a imagem mostrada aqui, estamos claros que o resfriamento do ar degrada em 5% por hora com resfriamento líquido em 2% por hora, sugerindo que é uma confiabilidade muito alta do resfriamento de desempenho no gerenciamento da carga térmica das baterias por períodos prolongados.
Distribuição uniforme de temperatura:
Eles fornecem uma distribuição de temperatura mais uniforme nas células da bateria, reduzindo o risco de pontos de acesso. Esse resfriamento uniforme é crucial para a longevidade e a confiabilidade das células da bateria, pois evita o fuga térmica e garante desempenho consistente.
Distribuição uniforme de temperatura:
Eles fornecem uma distribuição de temperatura mais uniforme nas células da bateria, reduzindo o risco de pontos de acesso. Esse resfriamento uniforme é crucial para a longevidade e a confiabilidade das células da bateria, pois evita o fuga térmica e garante desempenho consistente.
Essa faixa de temperatura ideal parece estar em torno de 20 a 25 graus, onde a bateria opera com eficiência de pico. Exceto por esse intervalo, a capacidade da bateria de fornecer energia e o alcance do driving do EV diminuem. As temperaturas extremamente baixas reduzem severamente a potência e a faixa de potência da bateria, enquanto temperaturas extremamente altas podem causar superaquecimento e potencial degradação da duração da bateria. Portanto, sugerimos que a manutenção da temperatura da bateria dentro desse intervalo ideal é crucial para maximizar o intervalo de driving e o desempenho geral do EV. É por isso que recomendamos encontrar placas frias líquidas bem funcionais para seus carros EV em vez de usar o resfriamento de ar.
-Compact e design flexível:
Os sistemas de refrigeração líquida, incluindo placas frias personalizadas de alumínio, podem ser projetadas para caber em espaços apertados, tornando -os ideais para os layouts compactos e complexos de veículos elétricos. Essa flexibilidade permite o uso eficiente do espaço e uma melhor integração no design do veículo.Placas frias personalizadas de líquido de alumínio KAIXINque são adequados para personalização.
-Nouse Reduction:
Ao contrário dos sistemas de resfriamento de ar que dependem de ventiladores, os sistemas de resfriamento líquido operam em silêncio, contribuindo para uma experiência de condução mais agradável. A pesquisa constatou que o ruído gerado a partir do sistema de resfriamento de ar é de cerca de 50 dB em comparação com as tecnologias de resfriamento líquido a apenas 30 dB no status estático. Essa redução significativa na poluição sonora não apenas beneficia o motorista e os passageiros, mas também reduz a poluição sonora para aqueles fora do veículo. Por exemplo, o Tesla Model S tem uma redução de ruído de som de apenas 63,5 dB a apenas 70 km/h.
De acordo com o relatório de pesquisa e o vídeo a seguir, sugerimos que a manutenção da temperatura da bateria dentro desse intervalo ideal seja crucial para maximizar o intervalo de driving e o desempenho geral do EV. É por isso que recomendamos encontrar placas frias líquidas bem funcionais para seus carros EV em vez de usar o resfriamento de ar.
Desvantagens de placas frias líquidas para VEs
-Potencial para vazamentos:
Como os sistemas de resfriamento líquido envolvem placas frias da tubos que transportam líquido de arrefecimento em todo o veículo, sempre há um risco de vazamentos ocorrendo devido ao design original da placa fria.
Esses vazamentos podem não apenas levar à diminuição da resistência térmica e à eficiência do frio personalizado para baixo, mas também representar um risco de segurança e não conectar o loop líquido, causando queda de pressão junto com a função limitada do sistema de resfriamento secundário.
-Operadores e custos de fabricação:
Uma das principais desvantagens dos sistemas de resfriamento líquido é o custo deles. Comparado aos sistemas tradicionais de resfriamento de ar, a tecnologia de refrigeração líquida pode ser significativamente mais cara de implementar. Esse custo aumentado se deve aos componentes adicionais e à complexidade envolvidos em um sistema líquido frio.
Parte 3: Como personalizar suas placas frias líquidas
Alumínio Kaixinestá comprometido em fornecer um balcão Serviços que variam de desenvolvimento de ferramentas, fabricação de alumínio, usinagem de precisão CNC e tratamentos de superfície ao suporte de nossos engenheiros. Para o uso de aplicações especiais, também fornecemos placas frias a vácuo, placas frias de tubo plano ou tipos de aletas de alfinete, bem como modelos para densidades de baixa a média potência feitas de folhas de metal de alumínio a quente que suportam alta pressão e queda de baixa pressão do circuito EV. Para mais outros produtos aplicados no automotivo da EV,Visite nossos produtos de alumínio EV ouEntre em contato com a Kaixin Expertises.