Wraz z transformacją światowej struktury energetycznej i wzrostem świadomości ochrony środowiska, pojazdy elektryczne stały się ważnym kierunkiem rozwoju motoryzacji. Jako „serce” pojazdów elektrycznych, wydajność i żywotność akumulatorów bezpośrednio wpływa na wydajność i niezawodność całego pojazdu.
W tym kontekście coraz większego znaczenia nabierają systemy zarządzania temperaturą akumulatorów, a technologia chłodzenia cieczą, jako jedna z efektywnych metod odprowadzania ciepła, stała się jedną z kluczowych technologii poprawiających osiągi pojazdów elektrycznych. Stoi przed podwójnymi wyzwaniami, takimi jak postęp technologiczny i kontrola kosztów, i stopniowo stała się gorącym punktem badawczym w branży.
Technologia chłodzenia cieczą oznacza cyrkulację mediów płynnych (takich jak woda, roztwór glikolu etylenowego itp.) w celu usunięcia ciepła wytwarzanego przez akumulator, utrzymując w ten sposób działanie akumulatora w odpowiednim zakresie temperatur. Technologia ta jest szczególnie ważna w pojazdach elektrycznych o wysokich osiągach, ponieważ może skutecznie wydłużyć żywotność akumulatorów, poprawić gęstość energii i wydajność ładowania.
W porównaniu z tradycyjnymi systemami chłodzenia powietrzem, systemy chłodzenia cieczą mają zalety wyższej wydajności przewodzenia ciepła, mniejszych rozmiarów i wagi oraz niższego poziomu hałasu.
Projektowanie i produkcja układów chłodzenia cieczą to kompleksowe przedsięwzięcie wymagające od inżynierów posiadania interdyscyplinarnej wiedzy i umiejętności, a także głębokiego zrozumienia nowych materiałów, nowych procesów i nowych technologii. Wiele kluczowych technologii obejmuje między innymi:
01 Projekt kanału przepływowego
Konstrukcja kanału przepływowego stanowi rdzeń układu chłodzenia cieczą i bezpośrednio wpływa na charakterystykę przepływu i efektywność wymiany ciepła chłodziwa. Wykorzystując technologię symulacji obliczeniowej dynamiki płynów (CFD), inżynierowie mogą symulować przepływ chłodziwa w kanale przepływowym oraz przewidywać i analizować efektywność wymiany ciepła. W połączeniu z metodą optymalizacji topologii strukturalnej można znaleźć optymalną geometrię kanału przepływowego, która pozwala uzyskać wyższą przewodność cieplną i niższy opór płynu.
02 Wybór materiału
Wybór materiałów ma bezpośredni wpływ na wydajność układu chłodzenia cieczą. Zwykle do płyt chłodzących ciecz wybierane są materiały metalowe o wysokiej przewodności cieplnej, takie jak aluminium lub miedź, które mogą skutecznie przewodzić ciepło ze źródła ciepła i szybko odprowadzać je przez płyn chłodzący. Jednak oprócz przewodności cieplnej, przy projektowaniu należy uwzględnić również odporność na korozję i wytrzymałość mechaniczną materiału. Te cechy zapewniają, że układ chłodzenia cieczą może utrzymać długoterminową stabilność i niezawodność w różnych środowiskach pracy.
03 Pompa i chłodnica
Pompa i chłodnica to „serce” i „płuca” układu chłodzenia cieczą. Razem utrzymują cyrkulację chłodziwa i odprowadzanie ciepła. Jako „źródło zasilania” układu chłodzenia cieczą, kluczem do wyboru pompy jest jej wydajność i niezawodność. Musi zapewnić stabilne natężenie przepływu w różnych warunkach pracy. Projekt grzejnika musi uwzględniać opłacalność, zapewniając jednocześnie wydajność rozpraszania ciepła, aby osiągnąć najlepszą opłacalność.
04 Strategia kontroli
Strategia sterowania ma kluczowe znaczenie dla efektywnego działania układu chłodzenia cieczą. Dzięki precyzyjnym algorytmom sterowania natężenie przepływu chłodziwa i parametry pracy grzejnika można dynamicznie regulować w zależności od aktualnej temperatury i stanu pracy źródła ciepła, zapewniając w ten sposób stabilną temperaturę akumulatora lub innych kluczowych podzespołów optymalny zakres roboczy, aby zapobiec przegrzaniu lub przechłodzeniu.
05 Proces produkcyjny
Zaawansowanie procesu produkcyjnego bezpośrednio wpływa na wydajność i niezawodność układu chłodzenia cieczą. Zastosowanie technologii druku 3D i technologii przetwarzania mikrokanałowego może zapewnić precyzyjną produkcję płyt chłodzących ciecz. Technologie te sprawiają, że rozmiar i kształt kanału przepływowego są bardziej precyzyjne, poprawiając w ten sposób zwartość i efektywność odprowadzania ciepła całego systemu. Jednocześnie zaawansowane procesy produkcyjne pomagają również zmniejszyć wady produkcyjne oraz poprawić spójność i niezawodność produktu.
Obecnie wiele wysokiej klasy marek pojazdów elektrycznych, takich jak Porsche i Audi, zaczęło stosować systemy chłodzenia cieczą, a modele S i Model X Tesli korzystają z systemów akumulatorów chłodzonych cieczą, które zapewniają efektywne zarządzanie temperaturą dzięki zintegrowanym płytom chłodzącym i systemom cyrkulacji płynu chłodzącego. w zestawie akumulatorów.
