Важливість управління температурою батареї в новій сфері енергетики
Керування температурою – це процес, у якому батареї та інші компоненти використовують методи нагрівання або охолодження для регулювання та контролю температури та різниці температур цільового об’єкта. Основні принципи управління теплом включають теплопровідність, конвективний теплообмін або теплове випромінювання, усі з яких включають різницю температур. Таким чином, процес теплового управління вимагає витрат енергії для створення різниці температур між цільовим об'єктом і зовнішнім середовищем. Сценарії його застосування дуже різноманітні, і він широко застосовується в таких галузях, як промисловість, зв’язок, споживча електроніка, сервери, накопичувачі енергії, нові транспортні засоби на енергії тощо. Це дуже позитивно впливає на нормальну та стабільну роботу відповідного обладнання або електронні компоненти. Зі швидким розвитком суміжних галузей індустрія управління теплом також буде цінуватися все більше.
Важливість управління температурою:
1. Керування температурою може запобігти перегріву та системним збоям. Зі швидким розвитком сценаріїв застосування, пов’язаних із керуванням температурою, функції відповідного обладнання збільшуються, а робота компонентів накопичує велику кількість тепла. Надмірне накопичення тепла може призвести до пошкодження електронних компонентів, зниження продуктивності обладнання і навіть до збою всієї системи. Завдяки застосуванню розумних заходів із керування температурою можна ефективно розсіювати тепло, забезпечуючи роботу системи у відповідному температурному діапазоні та підвищуючи надійність системи.
2. Завдяки терморегулюванню можна значно збільшити продуктивність і термін служби обладнання. Якщо взяти за приклад мобільні телефони, які зазвичай використовуються, то через компактну внутрішню структуру телефонів майже немає проміжків між різними електронними компонентами. Якщо тепло від батареї та процесора не вдасться вчасно розрядити, це вплине на різну температуру інших компонентів, тим самим порушуючи злагоджену роботу різного обладнання, що впливає не тільки на продуктивність пристрою, але й на термін служби телефону.
3. З точки зору необхідності безпеки. Системи теплового менеджменту незамінні в суміжних галузях. Якщо взяти як приклад індустрію накопичення енергії, то зі збільшенням масштабів станцій накопичення енергії та збільшенням кількості та потужності батарей під час роботи накопичуватиметься велика кількість тепла. Якщо не буде досягнуто ефективного та своєчасного відведення тепла, це призведе до серйозних наслідків теплового відходу. Тому ефективне управління температурою має велике значення для безпеки.
4. Теплове управління може підвищити ефективність використання енергії. У транспортних засобах з новим енергоспоживанням робоче середовище з високою або низькою енергією може вплинути на продуктивність батареї, тим самим впливаючи на запас ходу нових транспортних засобів. Завдяки розумним та ефективним стратегіям управління температурою робочу температуру можна підтримувати на розумній температурі, можна зменшити споживання енергії та експлуатаційні витрати.
Типи технологій управління температурою для нових енергетичних батарей:
Повітряне охолодження — це поширений і простий спосіб розсіювання тепла, який використовує природний потік повітря або вентилятори для відведення тепла, поглиненого радіатором. Він має такі переваги, як низька вартість, простота встановлення, надійність і просте обслуговування, але на нього сильно впливає навколишнє середовище, тому раннє використання електромобілів було більш поширеним.
Рідинне охолодження можна розділити на рідинне охолодження холодною пластиною та рідинне охолодження зануренням. Рідинне охолодження холодної пластини — це непрямий метод розсіювання тепла, який використовує охолоджувач у холодній пластині для обміну теплом з батареєю шляхом контакту з охолоджувальною пластиною та відведення тепла через канал охолодження. Рідинне охолодження зануренням — це метод розсіювання тепла, який передбачає занурення батарейних модулів в ізоляційну охолоджуючу рідину для теплообміну. Рідинне охолодження має такі переваги, як висока ефективність теплопередачі та рівномірна інтенсивність тепла, але його вартість відносно висока.
Пряме охолодження холодоагентом – це використання холодоагенту з системи кондиціонування повітря автомобіля для прямого надходження холодоагенту у випарник всередині батареї. Холодоагент випаровується у випарнику та ефективно відводить тепло від акумуляторної системи. Ця конструкція проста і легко розбирається, з низькими витратами на обслуговування на наступному етапі. Однак прямий нагрів неможливий, тому необхідно додати додаткові системи опалення.
Матеріали з фазовою зміною можна розділити на три типи: неорганічні матеріали з фазовою зміною, органічні матеріали з фазовою зміною та композитні матеріали з фазовою зміною. Процес поглинання та виділення тепла зі стабільною температурою системи може досягти приблизно постійного температурного ефекту, і його застосовують у багатьох областях. Він має просту структуру, малу масу та величезні характеристики прихованої теплоти, але високу вартість заміни та низьку стабільність.
З розвитком суміжних галузей промисловості, важливістю енергоспоживання та безпеки відповідними відділами, а також попитом на стабільність супутніх продуктів з боку клієнтів, виробники все більше цінують управління теплом. Його характеристики підтримки стабільності системи, підвищення продуктивності, підвищення безпеки та зниження витрат також віддають перевагу відповідним фахівцям галузі. Таким чином, із безперервним розвитком відповідних технологій матеріалів буде застосовуватися все більше і більше рішень, а сценарії застосування теплового менеджменту будуть розширюватися.
