बैटरी कूलिंग प्लेट (जिसे आमतौर पर "बैटरी कूलिंग प्लेट" के रूप में भी जाना जाता है) बैटरी सिस्टम का मुख्य थर्मल प्रबंधन घटक है, विशेष रूप से उच्च-शक्ति/उच्च क्षमता वाली बैटरी पैक जैसे कि नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरी और ऊर्जा भंडारण बैटरी। इसका मुख्य कार्य सक्रिय या निष्क्रिय साधनों के माध्यम से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान बैटरी के तापमान को नियंत्रित करना है, यह सुनिश्चित करना कि बैटरी हमेशा एक सुरक्षित और कुशल तापमान सीमा में संचालित होती है, प्रदर्शन में गिरावट, छोटे जीवनकाल और यहां तक कि सुरक्षा जोखिम (जैसे कि थर्मल रनवे) से बचती है।
1 、मुख्य भूमिका: "तापमान नियंत्रण" के तीन मुख्य मूल्यों के आसपास
1. बैटरी ओवरहीटिंग को दबाएं और सुरक्षा जोखिमों से बचें
बैटरी (विशेष रूप से लिथियम-आयन बैटरी) चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के दौरान जूल गर्मी उत्पन्न करती है (करंट काम करता है और आंतरिक प्रतिरोध के माध्यम से गर्मी उत्पन्न करता है), और उच्च-शक्ति की स्थिति (जैसे कि तेजी से त्वरण और नए ऊर्जा वाहनों के फास्ट चार्जिंग) के तहत, गर्मी उत्पादन तेजी से बढ़ेगा:
यदि तापमान सुरक्षित सीमा से अधिक है (आमतौर पर लिथियम-आयन बैटरी के लिए 45-60 ℃, विभिन्न प्रकारों के लिए मामूली अंतर के साथ), तो यह इलेक्ट्रोलाइट अपघटन, सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के लिए संरचनात्मक क्षति, और यहां तक कि "थर्मल रनवे" (आग, विस्फोट) को ट्रिगर कर सकता है;
कूलिंग प्लेट जल्दी से गर्मी को अवशोषित कर लेती है और इसे सीधे या अप्रत्यक्ष रूप से बैटरी की सतह (जैसे बैटरी सेल/मॉड्यूल से बॉन्डिंग) से संपर्क करके, एक सुरक्षित सीमा के भीतर बैटरी के तापमान को नियंत्रित करने और स्रोत से थर्मल रनवे के जोखिम को कम करने के लिए कूलिंग माध्यम (जैसे शीतलक, हवा) में संचालित करती है।
2. स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए बैटरी तापमान अंतर को संतुलित करें
एक बैटरी पैक दर्जनों या सैकड़ों व्यक्तिगत कोशिकाओं से बना है। यदि गर्मी अपव्यय असमान है, तो "स्थानीय उच्च तापमान, स्थानीय कम तापमान" की तापमान अंतर समस्या हो सकती है (जैसे कि बैटरी पैक के किनारे और केंद्र के बीच 5 से अधिक का तापमान अंतर):
उच्च तापमान मोनोमर: तेजी से क्षमता क्षय और कम चक्र जीवन;
कम तापमान कोशिकाएं: कम चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दक्षता (जैसे कि कम सर्दियों की सीमा), और यहां तक कि सामान्य रूप से चार्जिंग और डिस्चार्जिंग में भाग लेने में असमर्थ, जिससे पूरे बैटरी पैक "पीछे पिछड़ते" हो जाते हैं;
कूलिंग प्लेट को समान प्रवाह चैनलों (जैसे कि सर्पेंटाइन चैनल, समानांतर चैनल) या गर्मी अपव्यय संरचनाओं के साथ डिज़ाइन किया गया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि गर्मी समान रूप से दूर ले जाती है, व्यक्तिगत कोशिकाओं के बीच तापमान के अंतर को कम करें (आमतौर पर 3-5 ℃ के भीतर नियंत्रित किया जाना आवश्यक है), और सभी बैटरी प्रदर्शन को "बैरल प्रभाव" से बचने के लिए सक्षम करें।
3. इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान बनाए रखें और बैटरी जीवन का विस्तार करें
बैटरी में एक "इष्टतम ऑपरेटिंग तापमान रेंज" (आमतौर पर 20-40 ℃) है, जिसके भीतर:
उच्चतम चार्जिंग दक्षता (उच्च-तापमान चार्जिंग के दौरान धीमी गति से कम तापमान चार्जिंग और लिथियम बयान से बचना);
क्षमता का क्षय सबसे धीमा है (उच्च तापमान इलेक्ट्रोड सामग्री की उम्र बढ़ने में तेजी लाता है, कम तापमान लिथियम डेंड्राइट्स के गठन की ओर जाता है, जो दोनों जीवन काल को छोटा करते हैं);
कूलिंग प्लेट गतिशील रूप से गर्मी विघटन की तीव्रता को समायोजित करती है (जैसे कि बैटरी के तापमान के अनुसार कूलिंग सिस्टम को स्वचालित रूप से शुरू करना और रोकना, शीतलक प्रवाह दर को समायोजित करना), लंबे समय तक इष्टतम रेंज में बैटरी को स्थिर करना और बैटरी पैक के सेवा जीवन का विस्तार करना (आमतौर पर 3-5 साल तक पावर बैटरी की सेवा जीवन का विस्तार करना)।
2 、सहायक फ़ंक्शन: फ़ंक्शन एक्सटेंशन विभिन्न परिदृश्यों के लिए अनुकूलित
कम-तापमान प्रीहीटिंग (आंशिक रूप से एकीकृत डिजाइन) के साथ संगत: कुछ कूलिंग प्लेट्स एक "कोल्ड हॉट इंटीग्रेशन" संरचना को अपनाती हैं (जैसे कि फ्लो चैनल में हीटिंग तत्वों को एकीकृत करना), जिसे सर्दियों में कम तापमान के दौरान "हीटिंग मोड" पर स्विच किया जा सकता है। बैटरी को शीतलक/हीटिंग पंखों के माध्यम से प्रीहीट किया जाता है, कम बैटरी गतिविधि की समस्याओं को हल किया जाता है और कम तापमान पर छोटी सीमा (विशेष रूप से ठंडे उत्तरी क्षेत्रों में नए ऊर्जा वाहनों के लिए उपयुक्त)।
बैटरी संरचना की रक्षा करना और कंपन प्रभाव को कम करना: कुछ शीतलन प्लेट (जैसे कि नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरी की पानी-कूल्ड प्लेट) बैटरी से जुड़ी होने पर कुशनिंग सामग्री (जैसे थर्मल प्रवाहकीय सिलिकॉन पैड) से लैस हैं। थर्मल चालकता को बढ़ाने के अलावा, वे वाहन संचालन के दौरान भी वाइब्रेशन को कुशन कर सकते हैं, लंबे समय तक कंपन के कारण बैटरी कोशिकाओं के संरचनात्मक ढीलेपन या खराब इलेक्ट्रोड संपर्क से बच सकते हैं।
3 、मुख्य अनुकूलन परिदृश्य: उच्च-शक्ति बैटरी कूलिंग प्लेटों पर क्यों निर्भर करती है?
नई ऊर्जा वाहन पावर बैटरी: यह कूलिंग प्लेटों के लिए सबसे अधिक मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य है। वाहन संचालन के दौरान बैटरी की उच्च चार्जिंग और डिस्चार्जिंग पावर (जैसे कि पीक पावर सैकड़ों किलोवाट तक पहुंचने वाली पीक पावर), और संलग्न स्थापना स्थान (बैटरी पैक के अंदर खराब गर्मी विघटन की स्थिति) के कारण, शीतलन प्लेटों (मुख्य रूप से पानी-कूल्ड प्लेटों) का उपयोग करना आवश्यक है, अन्यथा यह रेंज और सुरक्षा को गंभीरता से प्रभावित करेगा;
एनर्जी स्टोरेज बैटरी सिस्टम: बड़े एनर्जी स्टोरेज पावर प्लांट्स (जैसे फोटोवोल्टिक/विंड पावर मैचिंग एनर्जी स्टोरेज) के बैटरी पैक में एक बड़ी क्षमता होती है और इसे लंबे समय तक चार्ज और डिस्चार्ज किया जा सकता है। यदि तापमान बहुत अधिक है, तो क्षमता तेजी से क्षय हो जाएगी। कूलिंग प्लेटें ऊर्जा भंडारण प्रणाली के दीर्घकालिक स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकती हैं;
उच्च शक्ति औद्योगिक बैटरी, जैसे कि फोर्कलिफ्ट्स और एजीवी रोबोट में उपयोग किए जाने वाले, लगातार फास्ट चार्जिंग और डिस्चार्जिंग के माध्यम से बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न करते हैं। कूलिंग प्लेट बैटरी को बार -बार बंद करने से रोक सकती है और उपकरण संचालन दक्षता में सुधार करती है।