Pil daldırmalı soğutma, tüm güç pil paketini iletken olmayan bir ortama tamamen batıran bir pil termal yönetimi yaklaşımıdır., yanıcı olmayan dielektrik soğutucu. Sıvı soğutmalı plakalı ısı eşanjörlerini ortadan kaldırır, bunun yerine doğrudan ısı alışverişini sağlamak, akü ile soğutucu arasındaki maksimum yüzey alanı teması. Bu, ısıyı hızlı bir şekilde absorbe etmek için sıvının yüksek termal iletkenliğinden ve akışkanlığından yararlanır, böylece daha verimli akü sıcaklığı kontrolü sağlanır.
Pil Daldırma Soğutma Şematik Diyagramı
Soğutucunun faz değişikliğine uğrayıp uğramadığına bağlı olarak, iki türe ayrılabilir:
1. Tek Fazlı Daldırma Pil Soğutma: Akü tarafından üretilen ısı çevredeki soğutma sıvısı tarafından emilir, faz değişimine uğramayan (Yani, boyunca sıvı kalır). Isıtılan soğutma sıvısı bir elektrikli pompa aracılığıyla harici bir ısı eşanjörüne dolaştırılır., ısının ortam havasına veya başka bir sıvı soğutma sistemine dağıtıldığı yerler. Soğuduktan sonra, pil muhafazasına geri döner.
2. İki Fazlı Daldırma Pil Soğutma: Düşük kaynama noktasına sahip özel bir soğutucu kullanır. Pil ısı ürettiğinde, temas halindeki soğutucu ısıyı emer ve bir faz geçişine uğrar (Yani, gaz halinde buharlaşır). Bu faz geçiş süreci, yüksek verimlilikle önemli miktarda ısıyı emer. Ortaya çıkan soğutucu buhar, tankın üst kısmındaki bir yoğunlaştırıcıya yükselir., yeniden sıvıya dönüştüğü ve tekrar aşağı damladığı yer, doğal bir döngüyü tamamlamak. Özellikler: Pompanın çalıştırılmasına gerek kalmadan son derece verimli termal yönetim. tersine, sistem, sızdırmazlık bütünlüğü ve basınç kontrolü için daha yüksek standartlar gerektirir, teknik olarak daha karmaşık ve maliyetli hale getiriyor.
1. Verimli Isı Dağıtımı: Sıvı termal iletkenliği 5-10 havanın katı, Pil ısısını hızla ortadan kaldırır ve sıcaklık artışını bastırır.
2. Mükemmel Sıcaklık Eşitliği: Sıvı pil yüzeyini tamamen kaplar, yerel etkin noktaların en aza indirilmesi. Testler, daldırmalı soğutmanın maksimum sıcaklık farklarını 1°C dahilinde koruduğunu gösteriyor, soğuk plaka sıvı soğutma için 3-5°C ile karşılaştırıldığında. Bu, pil ömrünü uzatmak ve güvenliği artırmak için çok önemlidir., potansiyel olarak ömrünü uzatan 10%-30%.
3. Gelişmiş Güvenlik: Soğutma sıvısı alev geciktirici özelliklere sahiptir, oksijeni izole eder, termal kaçak sırasında ısıyı hızla emer, ve alevin yayılmasını bastırır, yangın olasılığını fazlasıyla azaltmak 80%.
4. Yüksek Alan Kullanımı: Soğuk plakaları ortadan kaldırır, borular, ve diğer yapılar, yüksek yoğunluklu pil düzenleri için uygun hale getirir. Pil kapasitesini artırır 20%-30% aynı hacim içinde.
1. Yüksek Performanslı Elektrikli Araçlar (EV'ler): Mevcut çözüm, kavram kanıtlama aşamasında kalıyor, öncelikle yüksek maliyeti nedeniyle. Keşfedilen birincil uygulama yüksek performanslı yarışlardır, termal yönetim ve güvenlik gerekliliklerinin maliyet hususlarından daha ağır bastığı durumlarda.
2. Enerji Depolama Sistemleri (ESS): Bu, pil daldırmalı soğutma için en umut verici uygulamayı temsil ediyor. Büyük ölçekli enerji depolama tesisleri, birincil yaşam halatı olarak güvenliğe öncelik veriyor. Daldırma soğutma, ısı dağıtımı ve termal kaçak yayılımındaki kritik zorlukları etkili bir şekilde çözer. CATL ve Tesla gibi sektör liderleri ilgili teknolojileri aktif olarak geliştiriyor ve kullanıyor.
3. Veri Merkezleri: Aşırı güvenilirlik gerektiren senaryolarda, Daldırma soğutma daha istikrarlı ve güvenli bir çalışma ortamı sağlar.
Temel avantajlarına daha önce değinmiştim.. Isı yayılım oranında üst düzey performansa ulaştı, sıcaklık bütünlüğü, emniyet, ve alan kullanımı. Fakat, gösteri uygulaması ve erken ticarileştirme aşamalarında kalır, büyük ölçekli olmayan, uzun vadeli pazar doğrulaması. Üç ana konu şunlardır:
1. Son derece yüksek maliyet, soğutucunun kendisi pahalı olduğundan.
2. Zorlu sistem sızdırmazlık gereksinimleri: Tamamen kapalı pil paketlerini gerektirir, Malzemelere ve üretim süreçlerine katı talepler getirmek.
3. Karmaşık ve zorlu bakım: Soğutma sıvısı koşullarının düzenli olarak izlenmesi uzman personel gerektirir. bunlara ek olarak, Sorunlar ortaya çıktığında onarım prosedürleri ve soğutucu değiştirme işlemleri oldukça karmaşık hale gelir.
Özetle, Pil daldırmalı soğutma, olağanüstü performansa sahip ancak yaygın olarak benimsenmesi için koşulları tamamlanmamış bir teknolojidir. Mutlak performans ve güvenlik konusunda lider avantajlar sunarken, yüksek maliyeti ve çözülmemiş seri üretim zorlukları, büyük ölçekli uygulamayı sınırlıyor. Sonuç olarak, ticari sektörde henüz yaygın olarak kullanılmamaktadır. Şu anda ticari sektörde yaygın olarak kullanılan batarya termal yönetim sistemi, batarya sıvı soğutmasıdır..
A akü sıvı soğutma sistemi Hücreler tarafından üretilen ısıyı absorbe etmek için soğutucuyu akü paketi içindeki sıvı soğutma plakaları boyunca dolaştırır. Bu ısı daha sonra aracın ön veya yan tarafında bulunan bir radyatöre aktarılır.. Radyatör daha sonra fanlar aracılığıyla dışarıdaki havayla ısı alışverişinde bulunur.. Bu ikincil bir ısı değişim sistemi oluşturur.
Sıvı soğutma sistemleri günümüzde mevcut olan en olgun ticari seçeneği temsil etmektedir. Maliyet arasında optimum dengeyi sağlıyorlar, güvenilirlik, ve güvenlik. Sonraki için 5-10 yıllar, ticari elektrikli araçların çoğunluğu için tercih edilen seçenek olmaya devam edecekler.
Daha sezgisel bir karşılaştırma için, Sizler için detaylı bir karşılaştırma tablosu derledim:
| Sistem Tipi | Akü Sıvı Soğutma Sistemi | Pil Daldırma Soğutma Sistemi |
| Çalışma Prensibi | Dolaylı Soğutma: Soğutma sıvısı, sıvı soğutma plakasındaki kanallardan akar, metal plaka aracılığıyla pil ile ısı alışverişi. | Doğrudan Soğutma: Pil doğrudan dielektrik soğutucuya batırılır, maksimum yüzey alanı ısı değişimini sağlar. |
| Soğutma Verimliliği | Yüksek, mevcut elektrikli araçların çoğunun taleplerini karşılıyor. | Son derece yüksek, Sıvı soğutmanın çok ötesinde. |
| Sıcaklık Eşitliği | İyi, ancak hücrenin farklı bölgelerinde hala hafif sıcaklık farklılıkları mevcut. | Harika, hücre boyunca eşit soğutma ve minimum sıcaklık farkları ile. |
| Emniyet | Yüksek: BMS'ye ve termal kaçak tespit tasarımına dayanır. | Son derece yüksek: Soğutma sıvısının kendisi yanıcı değildir ve termal kaçakların yayılmasını etkili bir şekilde bastırır. |
| Sistem Karmaşıklığı | Orta ila Yüksek: Sıvı soğutma plakası içeren karmaşık bir sistem gerektirir, Su Pompası, boru, radyatör, vesaire. | Kısmen Basit, Kısmen Karmaşık: Bazı bileşenleri ortadan kaldırır, ancak karmaşık sızdırmazlık ve harici ısı eşanjörü tasarımına sahiptir. |
| Maliyet | Ilıman: Olgun teknoloji, yerleşik tedarik zinciri, kontrol edilebilir maliyetler. | Çok yüksek: Pahalı soğutma sıvısı, maliyetli sızdırmazlık işlemleri, genel maliyetler potansiyel olarak sıvı soğutmaya göre birkaç kat daha yüksektir. |
| Onarılabilirlik | İyi: Yerleşik onarım prosedürleri ve tedarik zinciri mevcuttur. | Fakir: Onarımlar soğutma sıvısının kullanılmasını gerektirir, karmaşık prosedürler içerir, ve servis için orijinal üreticiye geri dönmeyi gerektirir. |
| Birincil Uygulamalar | Binek araçlar da dahil olmak üzere hemen hemen tüm sektörlerde yaygın olarak uygulanmaktadır, ticari araçlar, ve enerji depolama. | Yüksek performanslı araçlar ve birinci sınıf enerji depolama sistemleri şu anda tanıtım aşamasındadır. |
| Teknoloji Olgunluğu | son derece olgun: On yıldan fazla süren büyük ölçekli pazar dağıtımıyla doğrulanmıştır. | Erken Aşama: Laboratuvar testlerinden gösteri uygulamalarına geçiş, uzun vadeli doğrulama eksikliği. |
Daldırma akü soğutması geleceğe hazır, ileriye dönük bir teknolojidir, mutlak performans ve güvenlik açısından tavana ulaştı. Fakat, Yaygın olarak benimsenmesinin önünde çok sayıda zorluk var.
1. Soğutma sıvıları ve diğer malzemelerin maliyetlerinde önemli azalma.
2. Sızdırmazlık teknolojisi ve bakım çözümleri gibi mühendislik zorluklarının çözümü.
3. Çeşitli iklim koşullarında ve yol ortamlarında pazar doğrulama testi geri bildirimi.
Bu engeller aşıldığında, bu teknoloji yeni enerji endüstrisini daha fazla verimlilik ve güvenliğe doğru yönlendirecek. Geleceğe birlikte bakalım.
Daha fazla okuma: Elektrikli araçlar ve pil ömrü için pil termal yönetim sistemi, Elektrikli veri yolu için pil soğutma sisteminin analizi, Pil sıvı soğutma sistemi - nasıl çalışır?
Facebook: https://www.facebook.com/TKTHVAC/
LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/tkt-hvac
Youtube: https://www.youtube.com/@TKTHVAC
