С трансформацией глобальной энергетической структуры и повышением осведомленности об охране окружающей среды электромобили стали важным направлением развития автомобильной промышленности. Являясь «сердцем» электромобилей, производительность и срок службы аккумуляторов напрямую влияют на производительность и надежность всего автомобиля.
В этом контексте важность систем управления температурой аккумуляторов становится все более заметной, а технология жидкостного охлаждения, как один из эффективных методов рассеивания тепла, стала одной из ключевых технологий повышения производительности электромобилей. Он сталкивается с двойными проблемами технологического прогресса и контроля затрат и постепенно становится центром исследований в отрасли.
Технология жидкостного охлаждения подразумевает циркуляцию жидких сред (например, воды, раствора этиленгликоля и т. д.) для отвода тепла, выделяемого аккумулятором, тем самым поддерживая работу аккумулятора в подходящем температурном диапазоне. Эта технология особенно важна для высокопроизводительных электромобилей, поскольку она может эффективно продлить срок службы аккумулятора, повысить плотность энергии и эффективность зарядки.
По сравнению с традиционными системами воздушного охлаждения, системы жидкостного охлаждения имеют преимущества более высокой эффективности теплопроводности, меньших размеров и веса, а также более низкого уровня шума.
Проектирование и производство систем жидкостного охлаждения — это комплексный проект, требующий от инженеров междисциплинарных знаний и навыков, а также глубокого понимания новых материалов, новых процессов и новых технологий. Множество задействованных ключевых технологий включают, помимо прочего:
01 Конструкция проточного канала
Конструкция проточных каналов является основой системы жидкостного охлаждения и напрямую влияет на характеристики потока и эффективность теплообмена охлаждающей жидкости. Используя технологию моделирования вычислительной гидродинамики (CFD), инженеры могут моделировать поток охлаждающей жидкости в канале потока, а также прогнозировать и анализировать эффективность теплообмена. В сочетании с методом оптимизации структурной топологии можно найти оптимальную геометрию канала потока для достижения более высокой теплопроводности и более низкого сопротивления жидкости.
02 Выбор материала
Выбор материалов напрямую влияет на производительность системы жидкостного охлаждения. Обычно для пластин жидкостного охлаждения выбирают металлические материалы с высокой теплопроводностью, такие как алюминий или медь, которые могут эффективно проводить тепло от источника тепла и быстро отводить его через охлаждающую жидкость. Однако, помимо теплопроводности, факторами, которые необходимо учитывать при проектировании, также являются коррозионная стойкость и механическая прочность материала. Эти характеристики гарантируют, что система жидкостного охлаждения сможет сохранять долговременную стабильность и надежность в различных рабочих условиях.
03 Насос и радиатор
Насос и радиатор – это «сердце» и «легкие» системы жидкостного охлаждения. Вместе они поддерживают циркуляцию охлаждающей жидкости и отвод тепла. В качестве «источника питания» системы жидкостного охлаждения ключом к выбору насоса является его эффективность и надежность. Необходимо гарантировать, что он может обеспечить стабильную скорость потока в различных условиях работы. При проектировании радиатора необходимо учитывать экономическую эффективность, обеспечивая при этом эффективность рассеивания тепла для достижения наилучшей экономической эффективности.
04 Стратегия управления
Стратегия управления имеет решающее значение для эффективной работы системы жидкостного охлаждения. Благодаря точным алгоритмам управления скорость потока охлаждающей жидкости и рабочие параметры радиатора можно динамически регулировать в соответствии с фактической температурой и рабочим состоянием источника тепла, тем самым обеспечивая стабильную температуру батареи или других ключевых компонентов в пределах оптимальный рабочий диапазон для предотвращения перегрева или переохлаждения.
05 Производственный процесс
Совершенствование производственного процесса напрямую влияет на производительность и надежность системы жидкостного охлаждения. Использование технологии 3D-печати и технологии микроканальной обработки позволяет добиться точного изготовления пластин жидкостного охлаждения. Эти технологии делают размер и форму канала потока более точными, тем самым улучшая компактность и эффективность рассеивания тепла всей системы. В то же время передовые производственные процессы также помогают уменьшить производственные дефекты и повысить стабильность и надежность продукции.
В настоящее время многие бренды электромобилей высокого класса, такие как Porsche и Audi, а Tesla Model S и Model X используют аккумуляторные системы жидкостного охлаждения, которые обеспечивают эффективное управление температурным режимом за счет интегрированных охлаждающих пластин и систем циркуляции охлаждающей жидкости. в аккумуляторном блоке.
