S transformací globální energetické struktury a zlepšením povědomí o ochraně životního prostředí se elektrická vozidla stala důležitým směrem vývoje automobilového průmyslu. Jako „srdce“ elektromobilů výkon a životnost baterií přímo ovlivňují výkon a spolehlivost celého vozidla.
V této souvislosti se stále více zdůrazňuje význam systémů tepelného managementu baterií a technologie kapalinového chlazení, jako jedna z účinných metod rozptylu tepla, se stala jednou z klíčových technologií pro zlepšení výkonu elektrických vozidel. Čelí dvojím výzvám technologického pokroku a kontroly nákladů a postupně se stala centrem výzkumu v tomto odvětví.
Technologie chlazení kapalinou označuje cirkulaci kapalných médií (jako je voda, roztok etylenglykolu atd.) za účelem odstranění tepla generovaného baterií, čímž se baterie udrží v provozu ve vhodném teplotním rozsahu. Tato technologie je zvláště důležitá u vysoce výkonných elektrických vozidel, protože dokáže účinně prodloužit životnost baterie, zlepšit hustotu energie a účinnost nabíjení.
Ve srovnání s tradičními vzduchovými chladicími systémy mají kapalinové chladicí systémy výhody vyšší účinnosti vedení tepla, menší velikosti a hmotnosti a nižší hlučnosti.
Návrh a výroba kapalinových chladicích systémů je komplexní projekt, který vyžaduje, aby inženýři měli mezioborové znalosti a dovednosti, stejně jako hluboké porozumění novým materiálům, novým procesům a novým technologiím. Mezi různé klíčové technologie patří, ale nejsou omezeny na:
01 Konstrukce průtokového kanálu
Konstrukce průtokového kanálu je jádrem kapalinového chladicího systému a přímo ovlivňuje průtokové charakteristiky a účinnost výměny tepla chladicí kapaliny. Pomocí simulační technologie výpočetní dynamiky tekutin (CFD) mohou inženýři simulovat proudění chladicí kapaliny v průtokovém kanálu a předpovídat a analyzovat účinnost výměny tepla. V kombinaci s metodou optimalizace topologie struktury lze nalézt optimální geometrii průtokového kanálu pro dosažení vyšší tepelné vodivosti a nižšího odporu tekutin.
02 Výběr materiálu
Výběr materiálů má přímý vliv na výkon kapalinového chladicího systému. Kapalné chladicí desky obvykle volí kovové materiály s vysokou tepelnou vodivostí, jako je hliník nebo měď, které mohou účinně vést teplo ze zdroje tepla a rychle ho odvádět přes chladicí kapalinu. Kromě tepelné vodivosti jsou však faktory, které je nutné při návrhu zohlednit, také odolnost proti korozi a mechanická pevnost materiálu. Tyto vlastnosti zajišťují, že systém kapalinového chlazení může udržovat dlouhodobou stabilitu a spolehlivost v různých pracovních prostředích.
03 Čerpadlo a chladič
Čerpadlo a chladič jsou „srdcem“ a „plícemi“ kapalinového chladicího systému. Společně udržují cirkulaci chladicí kapaliny a odvod tepla. Jako "zdroj energie" kapalinového chladicího systému spočívá klíč k výběru čerpadla v jeho účinnosti a spolehlivosti. Musí zajistit, že může poskytovat stabilní průtok za různých pracovních podmínek. Konstrukce radiátoru musí vzít v úvahu nákladovou efektivitu a zároveň zajistit výkon rozptylu tepla, aby bylo dosaženo nejlepší hospodárnosti.
04 Strategie kontroly
Pro efektivní provoz kapalinového chladicího systému je rozhodující strategie řízení. Prostřednictvím přesných řídicích algoritmů lze průtok chladicí kapaliny a pracovní parametry chladiče dynamicky upravovat podle aktuální teploty a pracovního stavu zdroje tepla, čímž je zajištěno, že teplota baterie nebo jiných klíčových komponent je stabilní v rámci optimální pracovní rozsah, aby se zabránilo přehřátí nebo přechlazení.
05 Výrobní proces
Pokrok ve výrobním procesu přímo ovlivňuje výkon a spolehlivost systému kapalinového chlazení. Použití technologie 3D tisku a technologie mikrokanálového zpracování může dosáhnout přesné výroby kapalinových chladicích desek. Tyto technologie zpřesňují velikost a tvar průtokového kanálu, čímž zlepšují kompaktnost a účinnost odvodu tepla celého systému. Pokročilé výrobní procesy zároveň pomáhají snižovat výrobní vady a zlepšovat konzistenci a spolehlivost produktu.
V současné době mnoho špičkových značek elektrických vozidel začalo přijímat systémy kapalinového chlazení, jako jsou Porsche a Audi, a Tesla Model S a Model X používají systémy kapalinového chlazení, které dosahují účinného řízení teploty prostřednictvím chladicích desek a integrovaných systémů cirkulace chladicí kapaliny. v sadě baterií.
