Met de transformatie van de mondiale energiestructuur en de verbetering van het bewustzijn op het gebied van milieubescherming zijn elektrische voertuigen een belangrijke ontwikkelingsrichting van de auto-industrie geworden. Als het ‘hart’ van elektrische voertuigen hebben de prestaties en levensduur van batterijen rechtstreeks invloed op de prestaties en betrouwbaarheid van het hele voertuig.
In deze context is het belang van thermische beheersystemen voor batterijen steeds prominenter geworden, en is vloeistofkoelingstechnologie, als een van de efficiënte methoden voor warmteafvoer, een van de sleuteltechnologieën geworden om de prestaties van elektrische voertuigen te verbeteren. Het wordt geconfronteerd met de dubbele uitdaging van technologische vooruitgang en kostenbeheersing, en is geleidelijk een onderzoekshotspot in de industrie geworden.
Vloeistofkoelingstechnologie verwijst naar de circulatie van vloeibare media (zoals water, ethyleenglycoloplossing, enz.) om de door de batterij gegenereerde warmte te verwijderen, waardoor de batterij binnen een geschikt temperatuurbereik blijft werken. Deze technologie is vooral belangrijk in krachtige elektrische voertuigen, omdat deze de levensduur van de batterij effectief kan verlengen, de energiedichtheid en de laadefficiëntie kan verbeteren.
Vergeleken met traditionele luchtkoelsystemen hebben vloeistofkoelsystemen de voordelen van een hogere warmtegeleidingsefficiëntie, kleinere afmetingen en gewicht, en minder geluid.
Het ontwerp en de fabricage van vloeistofkoelsystemen is een veelomvattend project dat vereist dat ingenieurs over interdisciplinaire kennis en vaardigheden beschikken, evenals een diepgaand begrip van nieuwe materialen, nieuwe processen en nieuwe technologieën. De meerdere betrokken sleuteltechnologieën omvatten, maar zijn niet beperkt tot:
01 Ontwerp van stromingskanalen
Het ontwerp van het stroomkanaal vormt de kern van het vloeistofkoelsysteem en heeft rechtstreeks invloed op de stromingseigenschappen en de efficiëntie van de warmtewisseling van het koelmiddel. Door gebruik te maken van computationele vloeistofdynamica (CFD)-simulatietechnologie kunnen ingenieurs de koelvloeistofstroom in het stromingskanaal simuleren en de efficiëntie van de warmtewisseling voorspellen en analyseren. Gecombineerd met de structurele topologie-optimalisatiemethode kan de optimale stromingskanaalgeometrie een hogere thermische geleidbaarheid en een lagere vloeistofweerstand opleveren.
02 Materiaalkeuze
De materiaalkeuze heeft een directe invloed op de prestaties van het vloeistofkoelsysteem. Meestal kiezen vloeistofkoelplaten metalen materialen met een hoge thermische geleidbaarheid, zoals aluminium of koper, die de warmte van de warmtebron effectief kunnen geleiden en deze snel via het koelmiddel kunnen afvoeren. Naast de thermische geleidbaarheid zijn echter ook de corrosieweerstand en mechanische sterkte van het materiaal factoren waarmee bij het ontwerp rekening moet worden gehouden. Deze kenmerken zorgen ervoor dat het vloeistofkoelsysteem op lange termijn stabiliteit en betrouwbaarheid kan behouden in verschillende werkomgevingen.
03 Pomp en radiateur
De pomp en radiator zijn het "hart" en de "longen" van het vloeistofkoelsysteem. Samen zorgen ze voor de circulatie van de koelvloeistof en de afvoer van warmte. Als de "krachtbron" van het vloeistofkoelsysteem ligt de sleutel tot de keuze van de pomp in de efficiëntie en betrouwbaarheid ervan. Het moet ervoor zorgen dat het onder verschillende werkomstandigheden een stabiel debiet kan bieden. Bij het ontwerp van de radiator moet rekening worden gehouden met de kosteneffectiviteit en tegelijkertijd de warmteafvoerprestaties worden gegarandeerd om de beste kosteneffectiviteit te bereiken.
04 Controlestrategie
De regelstrategie is cruciaal voor de effectieve werking van het vloeistofkoelsysteem. Door middel van nauwkeurige regelalgoritmen kunnen het debiet van de koelvloeistof en de werkparameters van de radiator dynamisch worden aangepast aan de werkelijke temperatuur en werkstatus van de warmtebron, waardoor wordt gegarandeerd dat de temperatuur van de accu of andere belangrijke componenten binnenin stabiel is. het optimale werkbereik om oververhitting of onderkoeling te voorkomen.
05 Productieproces
De vooruitgang van het productieproces heeft rechtstreeks invloed op de prestaties en betrouwbaarheid van het vloeistofkoelsysteem. Het gebruik van 3D-printtechnologie en microkanaalverwerkingstechnologie kan een nauwkeurige productie van vloeistofkoelplaten bereiken. Deze technologieën maken de grootte en vorm van het stroomkanaal nauwkeuriger, waardoor de compactheid en de efficiëntie van de warmteafvoer van het hele systeem worden verbeterd. Tegelijkertijd helpen geavanceerde productieprocessen ook productiefouten te verminderen en de productconsistentie en betrouwbaarheid te verbeteren.
Op dit moment zijn veel high-end merken elektrische voertuigen begonnen met het toepassen van vloeistofkoelsystemen, zoals Porsche en Audi, en Tesla's Model S en Model X gebruiken batterijsystemen voor vloeistofkoeling, die een efficiënt thermisch beheer bereiken via geïntegreerde koelplaten en koelvloeistofcirculatiesystemen. in het batterijpakket.
