Pil termal yönetim sistemleri için dört ana soğutma teknolojisi
Elektronik ürünlerde en fazla ısı üreten çiplerle karşılaştırıldığında elektrikli araçların ısıtma bileşeni güç bataryasıdır. Bu nedenle güç pilleri için termal yönetim teknolojisi araştırmaları hem pil üreticileri hem de otomotiv firmaları için en önemli projelerden biridir.
Isı dağıtma teknolojisinin en ilkel yolu, iki türe ayrılabilen hava soğutmasıdır: aktif soğutma ve pasif soğutma. Hem aktif hem de pasif ısı dağıtımı, ısıyı taşımak için havayı kullanır. Pasif ısı dağıtımı nispeten basittir; esas olarak hava girişleri, havalandırma yolları ve hava çıkışlarından oluşur. Araç hareket halindeyken ısı, hava ile akü arasındaki temas yoluyla uzaklaştırılır.
Ancak pasif ısı dağıtımının en büyük dezavantajı, yetersiz ısı dağıtım verimliliğidir. Pilin giriş/çıkış gücü artırıldığında ısı üretimi artar ve etki ihmal edilebilir düzeyde olur. Örneğin araç şarj olurken sürüşe gerek kalmadan ısıyı nasıl dağıtabilir? Bu nedenle, aktif ısı dağıtımı hava akışını artırır ve havayı emecek fanlar ve diğer cihazlar ekleyerek ısı dağıtımını iyileştirir.
Sıvı soğutma teknolojisi, havadan daha iyi bir ısı dağıtma etkisine sahiptir; pilin içinde veya yüzeyinde dağıtılan soğutma boruları aracılığıyla güç piliyle ısı alışverişinde bulunur ve bu da daha verimli ısı dağıtımı sağlar. Sıvı soğutma ısı dağıtımı, soğutma sıvısı borularının veya soğutma plakalarının (içinde soğutma sıvısı bulunan) doğrudan güç aküsünün içine yerleştirilmesi ve ardından soğutucu sıvının akmasını sağlamak ve akünün iç ısısını uzaklaştırmak için ilgili bileşenlerin kullanılmasıyla elde edilir. Sıvı soğutmalı ısı dağıtımının anahtarı aynı zamanda soğutucu boru hattının tasarımında, döşenmesinde ve akış yönünde yer alan, güç pilinin ısı dağıtma etkisini doğrudan etkileyen bir noktadır. Yalnızca makul bir geri akış yolu oluşturarak ve düzgün ısı dağılımı sağlayarak, güç pilinin genel ısı dağılımı, bazı sıcaklıklar çok düşük ve diğerleri çok yüksek olmadan, pilin sağlığını etkileyecek şekilde eşit bir sıcaklık seviyesinde tutulabilir.
Son yıllarda, pasif bir ısı dağıtma yöntemi ortaya çıktı - faz değiştiren malzeme ısı dağıtma teknolojisi. Faz değiştiren malzemeler, faz değişimi sırasında büyük miktarda ısıyı emebilen veya serbest bırakabilen ve çevre sıcaklığını kontrol etmek için sabit bir sıcaklığı koruyabilen soğutucu malzemelerdir. Hayatımızda en sık rastlanan faz değiştiren madde şüphesiz sudur. Sıcaklık 0 derece C'ye düştüğünde, su sıvıdan katıya dönüşür (donarak ısıyı serbest bırakır); Sıcaklık 0 derece C'nin üzerinde olduğunda, su katı halden sıvı hale geçer (çözünme ısısı emilimi).
Yukarıdaki üç ısı dağıtma yöntemine ek olarak, soğutma veya ısıtmayı sağlamak için yarı iletken malzemelerin Peltier etkisini kullanan bir enerji dönüşüm teknolojisi olan termoelektrik soğutma olan aktif bir soğutma teknolojisi de vardır. Bir DC güç kaynağına bağlandıktan sonra, termoelektrik soğutma cihazının bir ucundaki ısı emilecek, bu da sıcaklığın düşmesine neden olacak, diğer uçtaki sıcaklık ise aynı anda artacaktır; Üstelik bu olay tamamen tersine çevrilebilir çünkü akımın yönünü değiştirmek ısıyı ters yönde aktarabilir.
En klasik teknoloji olan hava soğutma teknolojisi artık güç akülerinin soğutma ihtiyacını karşılayamaz hale gelmiş ve yerini sıvı soğutma teknolojisine bırakmıştır. Sıvı soğutma, güç pilleri için en olgun ve yaygın olarak kullanılan soğutma teknolojisi haline geldi. Ancak pil ısısının, pil gücünün ve şarj hızının artmasıyla sıvı soğutma yavaş yavaş pilin ısı dağıtım ihtiyaçlarını karşılayamayacaktır. Bu nedenle, ortaya çıkan faz değiştiren malzeme ısı dağıtma teknolojisi ve termoelektrik soğutma teknolojisi büyük bir potansiyele sahiptir, ancak en iyi sonuçları elde etmek için her ikisinin de diğer teknolojilerle birleştirilmesi gerekir. Şu anda kesinlikle yüksek kaliteli bir ısı dağıtma teknolojisi mevcut değildir ve gelecekteki teknoloji trendi, farklı ısı dağıtma ihtiyaçlarını karşılamak için birden fazla ısı dağıtma teknolojisini birleştirecektir.
