كيف تمنع الألواح الباردة السائلة الهروب الحراري لبطارية السيارة الكهربائية

الصفائح الباردة السائلة هي الحراس الصامتون الذين يمنعون خلية واحدة ساخنة من إشعال حريق كارثي. إليك بالضبط كيفية عملها - ولماذا هي غير قابلة للتفاوض في كل سيارة كهربائية حديثة.

1. ما هو الهروب الحراري لبطارية السيارة الكهربائية؟

الهروب الحراري هو تفاعل ذاتي التسارع داخل خلية أيون الليثيوم: ارتفاع درجة الحرارة ← انهيار كيميائي ← مزيد من الحرارة ← انهيار أسرع. وبمجرد أن يبدأ، يمكن أن يصل إلى أكثر من 600 درجة مئوية في ثوانٍ، وينفث الغازات القابلة للاشتعال، وينتشر إلى الخلايا المجاورة في تأثير الدومينو المدمر.

2. لماذا تعد الإدارة الحرارية المتقدمة أمرًا ضروريًا

تعمل خلايا أيون الليثيوم بشكل أفضل وتستمر لفترة أطول بين 15-35 درجة مئوية. وأي شيء أعلى يؤدي إلى تسريع التدهور وزيادة المخاطر الجامحة بشكل كبير - خاصة أثناء الشحن السريع أو تفريغ الطاقة العالية.

3. كيف تعمل الأطباق الباردة السائلة

توضع الألواح الباردة على اتصال مباشر بوحدات البطارية. يتدفق سائل التبريد (عادةً 50/50 ماء-جلايكول) عبر قنوات داخلية صغيرة، ليمتص الحرارة ويحملها إلى المبرد الأمامي للمركبة.

1. تولد البطارية الحرارة ← توصل إلى لوحة باردة من الألومنيوم/النحاس

2. يمتص المبرد الحرارة داخل القنوات المحسنة

3. يتم ضخ سائل التبريد الدافئ إلى المبرد ← يتم رفض الحرارة للهواء المحيط

4. يعود السائل المبرد ← تتكرر الدورة

تستخدم التصميمات المتقدمة بنية ملحومة بالنحاس أو ملحومة بالاحتكاك مع قنوات دقيقة أو هندسة التدفق المضطرب لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

4. فوائد السلامة والأداء الرئيسية

• درجة حرارة موحدة: تقضي على النقاط الساخنة التي تؤدي إلى الهروب

• إزالة سريعة للحرارة: يتعامل مع أحمال الشحن السريع التي تزيد عن 100 كيلووات دون تجاوز الحدود الآمنة

• عمر أطول للبطارية: يقلل من تلاشي السعة عن طريق الحفاظ على الخلايا في النطاق المثالي

• يتيح أداءً أعلى: خرج طاقة مستمر دون الاختناق الحراري

5. التحديات الحالية والاتجاهات المستقبلية

التحديات اليوم: ارتفاع التكلفة، والوزن الإضافي، ومخاطر التسرب (التي يتم تخفيفها عن طريق الاختبارات الصارمة والمبردات العازلة).

الحدود التالية: التبريد بالغمر - الخلايا مغمورة بالكامل في سائل غير موصل. تم استخدامه بالفعل في بعض منصات 800 فولت ومن المتوقع أن ينمو مع 4680 خلية وشحن فائق السرعة.

خاتمة

لا تعتبر الألواح الباردة السائلة رفاهية اختيارية - فهي وسيلة الدفاع النشطة الأساسية ضد الانفلات الحراري. مع زيادة كثافة البطاريات وتزايد سرعات الشحن، يظل التبريد السائل الفعال هو الطريقة الأكثر إثباتًا وقابلية للتطوير للحفاظ على المركبات الكهربائية آمنة وسريعة وطويلة الأمد.

الأسئلة المتداولة

• ما هو سائل التبريد الذي تستخدمه المركبات الكهربائية لتبريد البطارية؟

• عادةً ما يكون مزيجًا بنسبة 50/50 من الماء وجلايكول الإيثيلين (نفس قاعدة سائل تبريد المحرك) - وأحيانًا مع إضافات خاصة للتوافق الكهربائي.

• هل يمكن أن ترتفع درجة حرارة بطارية السيارة الكهربائية أثناء وقوفها؟

• نعم في الحر الشديد. يمكن أن يعمل نظام التبريد بقوة 12 فولت حتى عند إيقاف تشغيل السيارة لحماية العبوة.

• هل التبريد بالغمر أفضل من الألواح الباردة؟

• نعم حراريًا - فهو يوفر أفضل تجانس ممكن ونقل الحرارة. إنها أكثر تعقيدًا وتكلفة اليوم ولكنها تكتسب قوة جذب سريعة في الأنظمة الأساسية عالية الأداء.

• هل تستخدم جميع المركبات الكهربائية بطاريات سائلة مبردة؟

• تستخدم جميع المركبات الكهربائية الحديثة عالية الأداء تقريبًا (Tesla وPorsche وGM Ultium وHyundai E-GMP وغيرها) ألواح تبريد سائلة. لا تزال بعض الطرز منخفضة التكلفة أو القديمة تعتمد على تبريد الهواء.