バッテリー冷却プレート(「バッテリー冷却プレート」とも呼ばれます)は、バッテリーシステムのコアサーマル管理コンポーネントであり、特に新しいエネルギー車両パワーバッテリーやエネルギー貯蔵バッテリーなどの高出力/大容量のバッテリーパックです。そのコア機能は、アクティブまたはパッシブ手段を充電および放電中にバッテリーの温度を制御し、バッテリーが常に安全で効率的な温度範囲で動作し、性能の低下、寿命の短縮、さらには過熱または不均一な温度によって引き起こされる安全リスク(熱暴走など)を保証することです。
1、コアロール:「温度制御」の3つのコアバリューを中心に
1. バッテリーの過熱を抑制し、安全リスクを回避します
バッテリー(特にリチウムイオン電池)は、充電と放電中にジュールの熱を発生させます(電流は機能し、内部抵抗を介して熱を発生します)、および高出力条件(新しいエネルギー車の急速な加速や高速充電など)では、熱生成は急激に増加します。
温度が安全なしきい値を超えている場合(通常、リチウムイオン電池の場合は45-60℃、異なるタイプのわずかな違いがあります)、電解質分解、正の電極材料への構造的損傷、さらには「熱暴走」(火、爆発)を引き起こす可能性があります。
冷却プレートはすぐに熱を吸収し、バッテリーの表面(バッテリーセル/モジュールへの結合など)に直接または間接的に接触し、安全な範囲内のバッテリー温度を制御し、ソースからの熱暴走のリスクを減らすことにより、冷却媒体(冷却液、空気など)に導電化します。
2. バッテリーの温度差をバランスして、安定した性能を確保します
バッテリーパックは、数十個または数百個の個々のセルで構成されています。熱散逸が不均一な場合、「局所高温、局所低温」(バッテリーパックのエッジと中心の間の5°以上の温度差など)の温度差の問題がある可能性があります。
高温モノマー:より速い容量の減衰とより短いサイクル寿命。
低温セル:低充電および放電効率(冬の範囲の減少など)、さらには充電や排出に参加できず、バッテリーパック全体が「遅れをとる」ことを引き起こします。
冷却プレートは、均一な流量チャネル(蛇紋岩チャネル、平行チャネルなど)または熱散逸構造で設計されており、熱が均等に運ばれるようにし、個々のセル間の温度差を減らし(通常は3〜5℃以内に制御する必要があります)、すべてのバッテリー性能を同期し、「バレル効果」を回避できます。
3. 最適な動作温度を維持し、バッテリー寿命を延ばします
バッテリーには「最適な動作温度範囲」(通常は20〜40)があります。
最高の充電効率(高温充電中の低温充電とリチウム沈着の回避);
容量の減衰は最も遅いです(高温は電極材料の老化を加速し、低温はリチウム樹状突起の形成につながり、どちらも寿命を短くします)。
冷却プレートは、熱散逸強度(バッテリー温度に応じて自動的に開始して冷却システムを開始および停止し、冷却液の流量を調整するなど)を動的に調整し、バッテリーを長時間安定させ、バッテリーパックのサービス寿命を大幅に延長します(通常、電源バッテリーのサービス寿命を3〜5〜8年に延長します)。
2、補助関数:さまざまなシナリオに適合した関数拡張
低温予熱(部分的に統合された設計)と互換性があります:一部の冷却プレートは、冬の低温で「加熱モード」に切り替えることができる「冷たいホット統合」構造(フローチャネルの加熱要素の統合など)を採用しています。バッテリーは、クーラント/暖房フィンを介して予熱されており、低温でのバッテリーアクティビティと短距離の問題を解決します(特に寒い北部地域の新しいエネルギー車に適しています)。
バッテリーの構造を保護し、振動の影響を減らす影響:一部の冷却プレート(新しいエネルギー車両パワーバッテリーの水冷プレートなど)には、バッテリーに取り付けられたときのクッション材料(熱伝導性シリコンパッドなど)が装備されています。熱伝導率の向上に加えて、車両の動作中に振動を緩和したり、長期の振動により構造的なゆるみまたはバッテリー細胞の電極接触の不良を避けたりすることもできます。
3、重要な適応シナリオ:なぜ高出力バッテリーが冷却プレートに依存するのですか?
New Energy Vehicle Power Battery:これは、冷却プレートの最もコアアプリケーションシナリオです。車両の動作中のバッテリーの充電と放電電力(数百キロワットに到達するピーク電力など)、および密閉された設置スペース(バッテリーパック内の熱散逸条件の低下)のため、冷却プレート(主に水冷プレート)を使用するには、強熱を強制的に放散する必要があります。
エネルギー貯蔵バッテリーシステム:大規模なエネルギー貯蔵発電所(太陽光/風力発電などのエネルギー貯蔵など)のバッテリーパックは大容量があり、長い間充電および排出される可能性があります。温度が高すぎると、容量は急速に崩壊します。冷却プレートは、エネルギー貯蔵システムの長期的な安定した動作を確保することができます。
ForkliftsやAGVロボットで使用されるような高出力工業用バッテリーは、頻繁な速度充電と放電により大量の熱を生成します。冷却プレートは、機器の動作効率が過熱し、頻繁にシャットダウンするのを防ぐことができます。