Hintergrund

Bei der Batterie-Wärmeableitungstechnologie, auch Kühltechnologie genannt, handelt es sich im Wesentlichen um einen Wärmeaustauschprozess, der die Innentemperatur der Batterie senkt, indem Wärme von der Batterie über ein Kühlmedium an die Außenumgebung übertragen wird. Sie wird derzeit in großem Umfang in Traktionsbatterien eingesetzt sowie Energiespeicherbatterien, insbesondere solche von Container-ESS. Li-Ionen-Batterien sind im tatsächlichen Einsatz genauso temperaturempfindlich wie chemische Reaktionskatalysatoren. Der Zweck der Wärmeableitung besteht daher darin, eine angemessene Betriebstemperatur für die Batterie bereitzustellen.Wenn die Temperatur der Li-Ionen-Batterie zu hoch ist, kommt es im Inneren der Batterie zu einer Reihe von Nebenreaktionen wie der Zersetzung des Festelektrolyt-Grenzflächenfilms (SEI-Film), was sich stark auf die Batterielebensdauer auswirktZyklus. Bei zu niedrigen Temperaturen altert die Batterie jedoch schneller und es besteht die Gefahr einer Lithiumausfällung.welcheführen zu einer schnell abnehmenden Entladeleistung und einer eingeschränkten Leistung in kalten Gebieten. Was'Darüber hinaus ist auch der Temperaturunterschied zwischen den einzelnen Zellen im Modul ein nicht zu vernachlässigender Faktor. Temperaturunterschieddarüber hinausEin bestimmter Bereich führt zu einem unausgeglichenen internen Laden und Entladen, was zu Kapazitätsabweichungen führt. Darüber hinaus führt der Temperaturunterschied auch zu einer Erhöhung der Wärmeerzeugungsrate der Zellen in der Nähe des Lastpunkts, was zum Ausfall der Batterie führt.

Derzeit gibt es je nach Wärmeträgermedium relativ ausgereifte Wärmeableitungssysteme wie zluftgekühlting, flüssigkeitsgekühltingund Kühlung des Phasenwechselmaterials.

Luft CoolingTechnologie

Die Luftkühlungstechnologie ist die am weitesten verbreitete Methode zur Batteriekühlung.

Bei manchen Mittel- und Hochleistungsprodukten kann die Wärme im Inneren des Moduls aufgrund des hohen Lade- und Entladestroms nicht schnell und effektiv durch natürliche Kühlung allein abgeführt werden, da dies leicht zu einem Wärmestau im Inneren führt und die Lebensdauer der Zellen beeinträchtigt . Daher eignet sich die Methode der erzwungenen Luftkühlung besser für das Anwendungsszenario von Energiespeicherprodukten mit mittlerer und hoher Rate.

Flüssigkeitskühlungstechnologie

Der Vorteil der Flüssigkeitskühlungstechnologie besteht darin, dass die spezifische Wärmekapazität und die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungsmediums höher sind, wodurch das Wärmemanagement des Batteriesystems besser gelöst werden kann als bei der luftgekühlten Kühlung. Derzeit gibt es zwei Arten von Flüssigkeitskühlsystemen: Direktkontakt und indirekter Kontakt, je nachdem, ob das Kühlmittel direkt mit der Batterie in Kontakt kommen kann.

Direktkontakt-Flüssigkeitskühlsystem

Indirektes Kontaktflüssigkeitskühlsystem

Flüssigkeitskühlung hat eine bessere Wärmeableitungswirkung als Luftkühlung und der Wärmeaustauschprozess ist direkter, effizienter und geschlossener. Allerdings erfordert die Flüssigkeitskühlung eine hohe Dichtungsleistung der Struktur und hohe Herstellungskosten. Die Optimierung des Kühlplattenmaterials, der Kühlplattenposition, der Kühlmittelauswahl, der Rohrform, der Rohranordnungsform und dergleichen kann die Wärmeableitungsleistung verbessern. Die Flüssigkeitskühlungstechnologie wird die Hauptentwicklungsrichtung der zukünftigen Kühltechnologie von Energiespeicherbatterien sein.

PhasechängenmMaterialtTechnik

Luftkühlung und Flüssigkeitskühlung basieren hauptsächlich auf externen Antriebskräften, während die Phasenwechselmaterialkühlung eine passive Methode zur Temperaturregelung ist, die für einige Szenarien mit hohen Anforderungen an die Wärmeableitung, aber begrenztem Umgebungsraum geeignet ist.

Abschluss

Das Studium der Batteriekühltechnik ist ein komplexes Thema, bei dem neben den Eigenschaften hervorragender Kühlwirkung, kompakter Bauweise, hoher Sicherheit und universeller Einsetzbarkeit auch wirtschaftliche Anforderungen berücksichtigt werden müssen. Insbesondere der aktuelle Energiespeichermarkt boomt, die Container-Energiespeicherbatterie weist im Vergleich zu anderen Batterien einen hohen, dichten Anordnungsgrad der Batterie auf. Auf engstem Raum herrschen komplexere und rauere Arbeitsbedingungen und -umgebungen, und es muss sogar ununterbrochen gearbeitet werden. Insbesondere für diejenigen mit der Mobilität des Container-Energiespeichersystems, das sich an die extrem raue äußere Umgebung anpassen muss, und daher stellt die im Container-Energiespeichersystem verwendete Batterie höhere Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit an die interne und externe Umgebung. Wir brauchen in Zukunft eine effizientere, stabilere, wirtschaftlichere und kompaktere Batteriekühltechnik.