Top Battery Thermal Management Solutions Supplier and Manufacturer

Thermalmanagement der Batterie (BTM) umfasst aktiv oder passiv die Temperatur eines Akkus, um sie im idealen Betriebsbereich von 10 ° C - 45 ° C aufrechtzuerhalten. More advanced technical requirements also include controlling the temperature difference between each battery in the battery pack to below 5°C. Zu den Kernfunktionen gehört das Abkühlen, Heizung, und Temperaturausgleich, Gewährleistung eines sicheren und effizienten Betriebs des Akkus unter verschiedenen Umgebungsbedingungen.

Seine Kernziele sind:
1. Thermals Ausreißer verhindern: Vermeiden Sie hohe Temperaturen, die exotherme Reaktionen auslösen, die Kettenreaktionen auslösen (wie Brände oder Explosionen);
2. Batterieleistung optimieren: Erhitzen Sie den Akku bei niedrigen Temperaturen, um die Ausleitungskapazität zu verbessern und sie bei hohen Temperaturen abzukühlen, um die Leistung aufrechtzuerhalten;
3. Batterielebensdauer verlängern: Reduzieren Sie die Temperaturschwankungen, die den Batterieverschlechterung verursachen (wie Lithiumbeschichtung oder Verdickung des SEI -Films).

Strombatterien sind die Energiequelle für Elektrofahrzeuge. Während des Ladens und Entladens, Die Batterien selbst erzeugen eine erhebliche Menge an Wärme, was zu einem Temperaturanstieg führt. Erhöhte Temperaturen können verschiedene Batterieeigenschaften beeinflussen, wie zum Beispiel der innere Widerstand, Stromspannung, Gebührszustand (SOC), verfügbare Kapazität, Lade-/Entlassungseffizienz, und Batterielebensdauer.

Batterie -thermische Effekte beeinflussen auch die Fahrzeugsicherheit, Leistung, und Batteriezykluslebensdauer. Ich werde diese Punkte in den folgenden Abschnitten näher erläutern, Also bitte lesen Sie weiter. daher, Batterie -thermisches Management ist von größter Bedeutung.

1 Genauigkeit der Temperaturregelung: Minimieren Sie die Temperaturunterschiede zwischen einzelnen Zellen innerhalb des Akkus, mit einer maximalen Temperaturdifferenz von ≤ 5 ° C.
2 Temperaturbereichskontrolle: Behalten Sie die Batteriepackstemperatur im optimalen Bereich von 10–45 ° C bei.
3 Energieeffizienzverhältnis: Minimieren Sie den Stromverbrauch der BTMS, um die Auswirkungen auf das Fahrzeugbereich zu verringern.
4 Unterdrückung des thermischen Ausreißers: Das BTMS verhindert den thermischen Ausreißer durch Temperaturüberwachung und schnelle Kühlung, Welches ist der Kern der Sicherheit.

Momentan, Die zuverlässigste und praktischste Lösung für das thermische Management der EV -Batterie ist die Flüssigkühlungstechnologie. I will use liquid cooling as an example to explain.

1. Heat absorption (battery → coolant)
The heat generated during battery charging and discharging is transferred to the liquid cooling plate in contact with the battery via thermal conduction. The coolant flows through the microchannels inside the liquid cooling plate, absorbing heat through convective heat exchange, causing the coolant temperature to rise.
2. Heat transfer (coolant → radiator)
The heated coolant is driven by an electric water pump and transported through pipes to the radiator. The radiator dissipates the heat into the environment through forced air cooling, causing the coolant temperature to decrease.
3. Circulation
The cooled coolant returns to the liquid cooling plate, eine Zirkulation mit geschlossenem Schleife bilden.

Zusammenfassend, Sein Betriebsprinzip basiert auf den physikalischen Mechanismen der Wärmeleitung und der konvektiven Wärmeübertragung, die Absorption erreichen, überweisen, und Dissipation der Batteriewärme durch ein Kühlmittelsystem mit geschlossenem Schleife.

There are various types of BTMS, and different companies have different designs. daher, the following are only the key components:
1 Heat transfer medium: air, coolant, phase change material, usw.
2 Heat exchange components: Heizkörper, liquid cooling plates, heat pipes, usw.
3 Drive units: electric water pumps, fans, electromagnetic vibrators, usw.
4 Sensing and control: temperature sensors (monitoring cell/module temperatures), BMS control units (regulating flow rate/fan speed based on temperature feedback)
5 Accessory components: PTC heaters, insulation materials, thermal interface materials, usw.

Allgemein, there are two main types: active cooling and passive cooling. The main difference is whether energy consumption occurs. If energy consumption occurs, it is active cooling; if there is zero energy consumption, it is passive cooling.

The active cooling system includes the following:

1. Air-cooled cooling system

This system primarily utilises the principle of air convection to circulate air within the battery compartment. The circulating air carries away heat from the batteries, thereby lowering their temperature. Gleichzeitig, the air undergoes further heat exchange within the evaporator, where the refrigerant evaporates to reduce the temperature of the circulating air.Advantages: Simple system structure, niedrige Kosten, and easy maintenance.
Nachteile: Poor high-temperature heat dissipation performance, low low-temperature startup efficiency, and uneven stability between batteries.

2. Refrigerant direct cooling system

This system primarily utilises the latent heat of evaporation principle of refrigerants. Ein Klimaanlagensystem wird innerhalb des Batteriesystems festgelegt, mit Kühlplatten im Batteriesystem installiert. Kältemittel verdunstet innerhalb der Kühlplatten, schnell und effizient Wärme aus dem Batteriesystem entfernen, um Abkühlung zu erzielen.

Vorteile: Einfache Struktur, theoretisch gleichmäßige Temperaturverteilung, und gute Kühlleistung;
Nachteile: Momentan, Die Technologie ist noch nicht ausgereift, and commercialisation is unlikely in the short term.

3. Integration: Shared Water-Cooled Cooling System

A plate heat exchanger is added and coupled to the air conditioning system. The batteries exchange heat with the coolant through the cooling plates. The cooled or heated coolant is pumped into the plate heat exchanger, where refrigerant flows into one side and coolant flows into the other. Heat is removed by the refrigerant, and the coolant flows out of the plate heat exchanger and back into the batteries, Abschluss des Zyklus.

Vorteile: Compact structure, integrated battery heating components, high low-temperature start-up efficiency, excellent high-temperature cooling, and uniform temperature distribution.
Nachteile: Multiple system components and complex control strategy.

4 Independent Battery Liquid Cooling System

When the battery needs cooling, it exchanges heat with the coolant through the cooling plate. The heated coolant is pumped into the plate heat exchanger by an electronic water pump. Inside the plate heat exchanger, refrigerant flows into one side and coolant flows into the other, where heat is exchanged. The heat is removed by the refrigerant, and the coolant flows out of the plate heat exchanger and back into the battery, Abschluss des Zyklus.
When the battery needs heating, the cooling circuit is closed and the PTC liquid heater is activated. The heated coolant is then fed into the battery, where it heats the battery through the cooling plate. The internal battery temperature is controlled by controlling the cooling circuit and the PTC liquid heater.

Vorteile: Compact structure, integrated battery heating components, high low-temperature starting efficiency, excellent high-temperature cooling, and uniform temperature distribution.
Nachteile: Multiple system components and complex control strategy.

The independent battery liquid cooling system consists of a compressor, Kondensator, Expansionsventil, Plattenwärmetauscher, elektronische Wasserpumpe, PTC-Flüssigkeitserhitzer, Ausdehnungsgefäß, und elektrische Steuerung.

Passive cooling systems include the following:

1. Phase Change Material Battery Thermal Management (PCM-BTM)

This system utilizes the latent heat properties of phase change materials (PCMs), absorbing or releasing heat through solid-liquid phase transitions. It transfers heat through the physical properties of the material, eliminating the energy consumption of active cooling systems.

Vorteile: Kein Energieverbrauch, consistent temperature.
Nachteile: Schweres Gewicht, kurze Lebensdauer.

2. Heat Pipe Technology

Heat pipe technology is a highly efficient thermal conductivity element that utilizes phase change in liquids for heat transfer. Es besteht aus einer Rohrschale, a wick, und Endkappen. A negative pressure is created inside the tube and filled with a low-boiling-point liquid. Wenn ein Ende erhitzt wird, the liquid evaporates and vaporizes. The vapor flows to the cold end, condensing and releasing heat. The condensed liquid then flows back to the evaporating end through capillary action, einen Zyklus bilden.

Vorteile: Kein Energieverbrauch, uniform temperature.
Nachteile: High cost and complex design. It is primarily used in spacecraft equipment.

BTMS: Konzentriert sich auf die Temperaturkontrolle und ist ein Ausführungssubsystem von BMS.
BMS: Deckt vier Hauptfunktionen ab: Statusüberwachung, elektrische Kontrolle (D.h., Lade- und Entladungslogik), Wärmekontrolle (D.h., BTMS), und Sicherheitsschutz (Isolationserkennung).Zusammenfassend, Die beiden Systeme arbeiten zusammen, um die thermische Steuerung in Elektrofahrzeugen durch Austausch von Daten und Befehlen über den CAN -Bus zu verwalten. BTMS is the core subsystem of BMS, responsible for thermal safety boundary control. Without BMS and BTMS, the risk of battery malfunction significantly increases.

Ethylenglykolwasserlösung, Fluorinierte Flüssigkeit, entionisiertes Wasser, Mineralöl, Nanofluide, usw.

Die Erzeugung von Wärme während des Ladens und Entladens ist ein unvermeidbares physikalisches und chemisches Phänomen. Dies ist auf Energieverluste während des Umwandlungsprozesses und auf die Eigenschaften der internen Materialien zurückzuführen.
1 Joule Wärme - Wenn der Strom durch die Widerstandskomponenten innerhalb der Batterie fließt, Elektrische Energie wird in thermische Energie umgewandelt, gemäß dem Joule -Gesetz: Qj = i²rt.
2 Reaktionswärme - Die Entropieänderung wärme die Wärme erzeugt, die bei Lithiumionen in die Elektrode eingeführt oder entfernt werden oder entfernt werden.
3 Polarisation heat — Heat generated due to additional energy consumption caused by the obstruction of charge transfer on the electrode surface.

Lokalisierte Überhitzung in der Batterie löst eine Kettenreaktion exothermer Reaktionen aus. Die Temperatur steigt schnell um mehrere hundert Grad pro Sekunde bis Over 800 Grad, Begleitet von Druckentlastungsabfluss und Feuer.

An increase in temperature affects both the usable capacity and cycle life of batteries.

Cycle life:
As can be seen from the two graphs, temperature has a significant impact on battery life. For the same battery cell, at an ambient temperature of 23°C, the remaining capacity after 6,238 days is 80%. If the battery is exposed to an ambient temperature of 55°C, the remaining capacity reaches 80% after only 272 Tage. A temperature increase of 32°C results in a 95% reduction in cell lifespan. As shown in the graph, the higher the temperature, the more severe the degradation of battery lifespan.

Available Capacity:
As shown in the two graphs, temperature also significantly affects a battery’s available capacity. For the same cell type, when the remaining capacity is 90%, the output capacity at 25°C is 300 kwh, while at 35°C, the output capacity is only 163 kwh. A 10°C increase in temperature results in a 45% decrease in the cell’s usable capacity.
Zusammenfassung:
Bei niedrigen Temperaturen (<0°C), battery capacity drops by 30%–50%. This is due to increased electrolyte viscosity and reduced lithium-ion mobility. Bei hohen Temperaturen (>45°C), the cycle life accelerates and the risk of thermal runaway increases. This is due to the continuous thickening of the SEI film and the loss of active lithium. Further decomposition can lead to thermal runaway.
At temperature differences (>5°C), the effective capacity of the battery pack decreases by 10% Zu 30%. This is because the internal resistance of the battery is inconsistent, disrupting electrochemical consistency.

Momentan, liquid cooling technology is the mainstream battery cooling method used in electric vehicles. It effectively balances heat dissipation efficiency, temperature uniformity, and cost. With breakthroughs in material innovation (such as nanofluids) and system integration (such as heat pump direct cooling), battery thermal management systems are evolving towards low energy consumption, lightweight design, and intelligent functionality. Forecasts suggest that the commercialisation of all-solid-state batteries by 2027 will drive contact-based phase-change cooling to become the mainstream. Jedoch, these are merely predictions, und angesichts des raschen Tempos der technologischen Entwicklung weltweit weltweit, Nur durch Stärkung des eigenen R.&D Funktionen können mit der Zeit Schritt halten.
TKT wurde in gegründet 1998, und die Forschung und Herstellung von BTMs begannen in 2014. Wir haben bereits mit weltbekannten Autoherstellern wie BYD und Tata Motors bei maßgeschneiderten Entwicklungsprojekten zusammengearbeitet. Wenn Sie sich für das thermische Batteriemanagement interessieren, Bitte hinterlassen Sie eine Nachricht für die Beratung.