الهاتف: +86 - 18025912990 |البريد الإلكتروني: wst01@winsharethermal.com
مدونة او مذكرة
العربية
تصفح الكمية:11 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2025-03-11 المنشأ:محرر الموقع
تعمل السيارات الكهربائية (EVs) على تحويل النقل ، لكن نجاحها يعتمد بشكل كبير على أداء ومتانة أنظمة البطارية الخاصة بهم. يتمثل أحد التحديات الرئيسية في إدارة الحرارة الناتجة أثناء التشغيل - دون تبريد فعال ، يمكن للبطاريات ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة ، والتدهور المتسارع ، ومخاطر السلامة. أنظمة تبريد بطارية EV ، باستخدام طرق الهواء أو السائل أو المبرد ، تحافظ على نطاقات درجة الحرارة المثلى لضمان الأداء والسلامة. توفر هذه المقالة استكشافًا شاملاً لهذه الأنظمة وآلياتها ودورها الحاسم في تصميم EV ، واستهداف المهندسين والمصممين والطلاب في هذا المجال.
تبريد البطارية ليس مجرد تفاصيل فنية ؛ إنه حجر الزاوية في الموثوقية EV. على سبيل المثال ، أثناء القيادة عالية السرعة أو الشحن السريع ، يمكن أن تتجاوز درجات حرارة البطارية 50 درجة مئوية ، مما يخاطر بالهرب الحراري-وهو فشل محتمل. هنا ، سنقوم بتشريح أنواع أنظمة التبريد ، ومبادئها التشغيلية ، والعوامل المؤثرة ، والفوائد ، والتحديات ، والاتجاهات المستقبلية ، وتقديم رؤى ترتكز على الأبحاث الحديثة والتطبيقات في العالم الحقيقي.
يعد تبريد البطارية وظيفة حرجة داخل نظام الإدارة الحرارية للبطارية الأوسع (BTMS). ينظم BTMS درجة حرارة البطارية ، ونظام HVAC ، والمحرك ، والعاكس ، وتحسين أداء السيارة وسلامة. إلى جانب التبريد ، يمكن أن يعيد توزيع الحرارة - على سبيل المثال ، باستخدام حرارة المحرك الزائدة لتسخين المقصورة أو تسخين البطارية في المناخات الباردة ، مما يعزز كفاءة الطاقة.
تؤكد التطورات الأخيرة على أهمية BTMS. يسلط تقرير وكالة الطاقة الدولية لعام 2023 الضوء على أن BTMs فعالة يمكن أن تعزز كفاءة الطاقة في السيارة بنسبة تصل إلى 15 ٪ ، وهو مكسب كبير ل EVs الواعي في المدى. تتضمن المكونات عادة المبادلات الحرارية وحلقات سائل التبريد وأجهزة الاستشعار ، وكلها تعمل جنبًا إلى جنب للحفاظ على الاستقرار الحراري. في Guangdong Winshare Thermal Technology Co. ، Ltd. ، نحن متخصصون في مكونات BTMS عالية الأداء ، مثل لوحات البرد المراوغة ، المصممة لتلبية المتطلبات الصارمة للـ EVs الحديثة ، لضمان عمل أنظمتك بشكل موثوق تحت أي حالة.
تختلف أنظمة تبريد بطارية EV حسب التصميم والتطبيق ، مع ثلاث طرق أساسية تهيمن على الحقل: تبريد الهواء ، تبريد سائل ، وتبريد المبرد. لكل منها مزايا وقيود متميزة.
يعتمد تبريد الهواء على تدفق الهواء الطبيعي أو التهوية القسرية عبر المشجعين لتبديد حرارة البطارية. إنه خفيف الوزن وفعال من حيث التكلفة ، مما يجعله مناسبًا لـ EVs الأصغر مثل Leaf Nissan OiD. ومع ذلك ، فإن سعة تبديد الحرارة المحدودة-غير كافية للبطاريات عالية الطاقة-أدت إلى انخفاضها لصالح الحلول الأكثر قوة ، خاصة مع تصاعد متطلبات أداء EV.
التبريد السائل ، الطريقة الأكثر تبنيًا على نطاق واسع ، يدور سائل تبريد (عادةً ما يكون مزيجًا من الجليكول المائي) من خلال القنوات أو الألواح لاستخراج الحرارة. يتفوق في الكفاءة ، مع تكوينات مباشرة (سائل تبريد إلى خلايا) أو غير مباشرة (عبر لوحات التبريد) المتاحة. يوضح Tesla's Model 3 هذا ، باستخدام حلقة تبريد السربنتين لإدارة الحرارة أثناء الشحن السريع. دراسة 2023 في الطاقة التطبيقية وجدت أن التبريد السائل يقلل من درجات حرارة بطارية الذروة بنسبة 25-30 ٪ مقارنة بتبريد الهواء ، مما يجعله مثاليًا للـ EVs عالية الأداء.
يدمج تبريد المبرد نظام تكييف الهواء للمركبة لبرد البطارية عبر مبادل حراري. يستخدم في نماذج متميزة مثل بورش تايكان ، ويوفر تبريدًا سريعًا ولكنه يستهلك طاقة كبيرة ، ويؤثر على النطاق. الدقة تناسب الظروف القاسية ، على الرغم من أن التكلفة والتعقيد تحد من استخدامها على نطاق واسع.
يعتمد اختيار النظام المناسب على حجم البطارية وقيود التكلفة وأهداف الأداء. تقدم Guangdong Winshare Thermal Technology Co. ، Ltd. حلولًا مخصصة ، بما في ذلك أنظمة التبريد السائل المتقدمة والمصارف الحرارية ، المحسنة لتطبيقات EV المتنوعة ، وضمان الإدارة الحرارية الفعالة مهما كانت احتياجات التصميم الخاصة بك.
تكشف المبادئ التشغيلية لأنظمة تبريد البطاريات عن تطورها الفني وتأثيرها العملي.
تستخدم الأنظمة المبردة بالهواء المراوح أو تدفق الهواء المحيط لإزالة الحرارة ، مسترشدًا بأجهزة استشعار درجة الحرارة ووحدة تحكم تقوم بضبط سرعة المروحة. في حين أن فعاليته تتضاءل مع بطاريات أكبر أو أحمال حرارية عالية ، وغالبًا ما تتطلب تحسين تدفق الهواء التكميلي.
يدور التبريد السائل سائل التبريد من خلال حلقة مغلقة ، ويمتص الحرارة من البطارية وتبديدها عبر المبرد أو المبادل الحراري. تحافظ قدرتها على نقل الحرارة الفائقة إلى درجات حرارة مستقرة حتى تحت الضغط. على سبيل المثال ، أثناء الشحن السريع ، يمكن أن تزداد معدلات تدفق سائل التبريد بنسبة 20 ٪ لمواجهة المسامير الحرارية ، كما لوحظ في دراسة مجلة مصادر الطاقة 2023 . هذه القدرة على التكيف تجعلها حجر الزاوية في تصميم EV الحديث.
يستخدم تبريد المبرد تبريد نظام التيار المتردد (على سبيل المثال ، R134A) لامتصاص حرارة البطارية ، وإطلاقه عبر المكثف. إنها مستجيبة للغاية - يمكن أن تتجاوز معدلات التبريد 10 درجة مئوية في الدقيقة - لكن تتطلب إدارة طاقة دقيقة لتجنب عقوبات النطاق.
تعمل التحسينات الفنية ، مثل المبادلات الحرارية الدقيقة ، على تحسين جميع الطرق. في Winshare Thermal ، حلول التبريد السائل لدينا ، بما في ذلك لوحات البرد ذات الهندسة الدقيقة ، تزيد من نقل الحرارة ، مما يوفر لمصممي EV خيارات موثوقة وعالية الكفاءة مدعومة بأكثر من عقد من الخبرة الحرارية.
يتوقف كفاءة التبريد على متغيرات متعددة ، كل ما يتطلب دراسة متأنية في تصميم النظام.
البطاريات الكبيرة ، مثل حزمة Tesla 100kWH ، تنتج المزيد من الحرارة ، مما يستلزم شبكات تبريد واسعة النطاق. أظهرت دراسة 2023 أن توليد الحرارة تتراوح سعة ، والتي تتطلب قدرة تبريد بنسبة 50 ٪ على 100 كيلو واط مقابل بطارية 50 كيلو واط في الساعة في ظل ظروف مماثلة.
الطقس القاسي يشدد على أنظمة التبريد. وجد المختبر الوطني للطاقة المتجددة (2023) أن ارتفاع درجة الحرارة في درجة الحرارة المحيطة 10 درجة مئوية يقلل عمر البطارية بنسبة تصل إلى 20 ٪ دون تبريد كافٍ ، مع التأكيد على الحاجة إلى الأنظمة التكيفية.
القيادة عالية السرعة أو العدوانية تضخّم ناتج الحرارة. تكشف اختبارات المسار التي تكشف أن درجات حرارة البطارية يمكن أن تصل إلى 55 درجة مئوية في دقائق ، مما يتطلب استجابة للتبريد السريع - غالبًا ما تتفوق الأنظمة السائلة على تبريد الهواء بنسبة 40 ٪ في مثل هذه السيناريوهات.
الشحن السريع ، وخاصة مع نظام 800V ، يولد حرارة شديدة. تشير الأبحاث إلى أن درجات الحرارة يمكن أن تتجاوز 50 درجة مئوية ، مع مضاعفة مطالب التبريد مقارنة بالشحن القياسي ، في دراسة 2023 IEEE.
تقوم Winshare الحرارية بالاستفادة من أدوات المحاكاة المتقدمة لنمذجة هذه العوامل ، مما يوفر حلول التبريد-مثل أنظمة السائلة عالية السعة لدينا-والتي تضمن الأداء الأمثل عبر ظروف التشغيل المتنوعة.
يوفر التبريد الفعال فوائد ملموسة ، مما يؤثر بشكل مباشر على قابلية EV.
الحفاظ على 25-35 درجة مئوية يبطئ التدهور-كل ارتفاع 10 درجة مئوية يتسارع تتلاشى السعة بنسبة 15 ٪ تقريبًا ، لكل electrochimica acta (2023). يمكن أن يمتد التبريد المناسب عمر البطارية على مدار سنوات.
درجات حرارة مستقرة تحافظ على إنتاج الطاقة. تزيد الحرارة العالية من المقاومة الداخلية بنسبة تصل إلى 30 ٪ ، مما يقلل من الكفاءة والتسارع ، وهو مصدر قلق حاسم للأداء EVs.
يمنع التبريد الهروب الحراري ، حيث تتصاعد درجات الحرارة بشكل لا يمكن السيطرة عليها. استدعاء 2022 لنموذج EV بسبب فشل التبريد أبرز هذا الخطر.
يمكن لـ BTMS إعادة استخدام الحرارة ، كما هو الحال في مضخة الحرارة في تسلا ، مما يقلل من استخدام الطاقة في فصل الشتاء بنسبة 20 ٪. هذا التآزر يعزز النطاق والاستدامة.
على الرغم من التقدم ، تواجه أنظمة التبريد عقبات ، حيث تمهد الابتكار الطريق إلى الأمام.
الكفاءة مقابل استخدام الطاقة : يمكن للتبريد عالي الأداء استنزاف نطاق-قد تخفض الأنظمة المترجمة الكفاءة بنسبة 10 ٪.
التبريد الموحد : غالبًا ما تواجه عبوات كبيرة تدرجات درجات الحرارة ، مما يقلل من تناسق الخلايا بمقدار ما يصل إلى 5 درجات مئوية ، لكل دراسة 2023.
المواد المتقدمة : تمتص مواد تغيير الطور (PCMS) الحرارة دون ارتفاع درجة الحرارة ، وربما تقطع احتياجات طاقة التبريد بنسبة 15 ٪.
التبريد الذي يحركه الذكاء الاصطناعي : تعمل الخوارزميات التنبؤية على تحسين التبريد ديناميكيًا ، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة بنسبة 20 ٪ ، لكل تجارب حديثة.
تبريد الانغماس : يوفر البطاريات الغارقة في السائل العازلة نقل حرارة أفضل بنسبة 50 ٪ ، تم اختبارها في نماذج أولية مثل R1T Rivian.
Winshare Thermal رائدة في هذه الاتجاهات ، والتعاون مع الشركاء الأكاديميين مثل جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا لتطوير حلول الجيل التالي ، مع الحفاظ على EVs قبل المنحنى.
يعد تبريد بطارية EV عبارة عن مجموعة من أداء السيارة الكهربائية ، مما يضمن أن البطاريات تعمل بأمان وكفاءة ، وبشكل دوري. من الهواء والسائل إلى أنظمة المبرد ، تتناول كل طريقة الاحتياجات الفريدة ، وتتأثر بعوامل مثل حجم البطارية ، والظروف المحيطة ، ومطالب القيادة. يمتد التبريد الفعال عمره ، ويعزز الأداء ويعزز السلامة ويحسن كفاءة الطاقة ، على الرغم من استمرار تحديات مثل استهلاك الطاقة وتوزيع الحرارة الموحدة. نتطلع إلى المستقبل ، والابتكارات في المواد ، الذكاء الاصطناعي ، والانغماس تبريد الوعد أكثر التقدم.
في Guangdong Winshare Thermal Technology Co. ، Ltd. , نحن نقود هذا التطور مع أكثر من 15 عامًا من الخبرة في الإدارة الحرارية لتطبيقات الطاقة الجديدة. معتمد من ISO9001: 2008 و TS16949 ، يقدم فريق البحث والتطوير الخاص بنا حلولًا متطورة- أنظمة التبريد السائلة , المصارف الحرارية والمحاكاة الحرارية-التي تم نقلها إلى احتياجاتك EV. تفضل بزيارة www.winshareThermal.com أو راسلنا عبر البريد الإلكتروني على wst01@winsharethermal.com لاستكشاف كيف يمكننا تحسين تبريد البطارية الخاص بك ، والحفاظ على مركبه باردة وآمنة وفعالة.
