แผ่นระบายความร้อนด้วยแบตเตอรี่ (หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่า "แผ่นระบายความร้อนด้วยแบตเตอรี่") เป็นองค์ประกอบการจัดการความร้อนหลักของระบบแบตเตอรี่โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบตเตอรี่พลังงานสูง/ความจุสูงเช่นแบตเตอรี่พลังงานรถยนต์พลังงานใหม่และแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงาน ฟังก์ชั่นหลักของมันคือการควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อยด้วยวิธีการที่ใช้งานอยู่หรือแบบพาสซีฟทำให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่จะทำงานในช่วงอุณหภูมิที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพอายุการใช้งานที่สั้นลงและความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
1、บทบาทหลัก: ประมาณสามค่าหลักของ "การควบคุมอุณหภูมิ"
1. ระงับแบตเตอรี่ความร้อนสูงเกินไปและหลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
แบตเตอรี่ (โดยเฉพาะแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน) สร้างความร้อนจูลในระหว่างการชาร์จและการปลดปล่อย (กระแสไฟฟ้าทำงานและสร้างความร้อนผ่านความต้านทานภายใน) และภายใต้สภาวะพลังงานสูง (เช่นการเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วและการชาร์จยานพาหนะพลังงานใหม่อย่างรวดเร็ว) การสร้างความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว:
หากอุณหภูมิสูงกว่าเกณฑ์ที่ปลอดภัย (โดยปกติจะเป็น 45-60 ℃สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความแตกต่างเล็กน้อยสำหรับประเภทต่าง ๆ ) อาจทำให้เกิดการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ความเสียหายของโครงสร้างต่อวัสดุอิเล็กโทรดเชิงบวก
แผ่นระบายความร้อนจะดูดซับความร้อนอย่างรวดเร็วและนำไปใช้กับสื่อทำความเย็น (เช่นสารหล่อเย็นอากาศ) โดยการสัมผัสกับพื้นผิวของแบตเตอรี่โดยตรงหรือโดยอ้อม (เช่นพันธะกับเซลล์แบตเตอรี่/โมดูล) การควบคุมอุณหภูมิของแบตเตอรี่ภายในช่วงที่ปลอดภัยและลดความเสี่ยงของการรันความร้อนจากแหล่งกำเนิด
2. ปรับสมดุลความแตกต่างของอุณหภูมิแบตเตอรี่เพื่อให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพมีประสิทธิภาพ
ชุดแบตเตอรี่ประกอบด้วยหลายสิบหรือหลายร้อยเซลล์ หากการกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมออาจมีปัญหาความแตกต่างของอุณหภูมิของ "อุณหภูมิสูงในท้องถิ่นอุณหภูมิต่ำในท้องถิ่น" (เช่นความแตกต่างของอุณหภูมิมากกว่า 5 ℃ระหว่างขอบและกึ่งกลางของแบตเตอรี่):
โมโนเมอร์อุณหภูมิสูง: การสลายตัวของกำลังการผลิตที่เร็วขึ้นและอายุการใช้งานที่สั้นลง
เซลล์อุณหภูมิต่ำ: ประสิทธิภาพการชาร์จและการปลดปล่อยต่ำ (เช่นช่วงฤดูหนาวที่ลดลง) และแม้กระทั่งไม่สามารถมีส่วนร่วมในการชาร์จและการปลดปล่อยตามปกติทำให้แพ็คแบตเตอรี่ทั้งหมด "ล้าหลัง";
แผ่นระบายความร้อนได้รับการออกแบบมาพร้อมกับช่องสัญญาณการไหลที่สม่ำเสมอ (เช่นช่องเสียบเสากระโดงช่องทางขนาน) หรือโครงสร้างการกระจายความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าความร้อนจะถูกพาไปอย่างสม่ำเสมอลดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์แต่ละเซลล์ (โดยปกติจะต้องควบคุมภายใน 3-5 ℃)
3. รักษาอุณหภูมิการทำงานที่ดีที่สุดและยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่
แบตเตอรี่มี "ช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ดีที่สุด" (โดยปกติ 20-40 ℃) ภายในซึ่ง:
ประสิทธิภาพการชาร์จสูงสุด (หลีกเลี่ยงการชาร์จอุณหภูมิต่ำและการสะสมของลิเธียมในระหว่างการชาร์จอุณหภูมิสูง);
การสลายตัวของกำลังการผลิตนั้นช้าที่สุด (อุณหภูมิสูงเร่งความเร็วของวัสดุอิเล็กโทรดอุณหภูมิต่ำนำไปสู่การก่อตัวของลิเธียม dendrites ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ทำให้อายุการใช้งานสั้นลง);
แผ่นทำความเย็นจะปรับความเข้มของการกระจายความร้อนแบบไดนามิก (เช่นการเริ่มต้นและหยุดระบบทำความเย็นโดยอัตโนมัติตามอุณหภูมิของแบตเตอรี่ปรับอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น) ทำให้แบตเตอรี่เสถียรในช่วงที่เหมาะสมเป็นเวลานานและยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่
2、ฟังก์ชั่นเสริม: ส่วนขยายฟังก์ชั่นปรับให้เข้ากับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน
เข้ากันได้กับการอุ่นอุ่นอุณหภูมิต่ำ (การออกแบบแบบบูรณาการบางส่วน): แผ่นทำความเย็นบางตัวใช้โครงสร้าง "การรวมร้อนร้อน" (เช่นการรวมองค์ประกอบความร้อนในช่องสัญญาณการไหล) ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็น "โหมดทำความร้อน" ในช่วงฤดูหนาว แบตเตอรี่ถูกอุ่นผ่านครีบน้ำหล่อเย็น/ทำความร้อนแก้ปัญหาของกิจกรรมแบตเตอรี่ต่ำและระยะสั้นที่อุณหภูมิต่ำ
การปกป้องโครงสร้างแบตเตอรี่และการลดการสั่นสะเทือน: แผ่นทำความเย็นบางแผ่น (เช่นแผ่นระบายความร้อนด้วยน้ำของแบตเตอรี่พลังงานพลังงานรถยนต์ใหม่) ติดตั้งวัสดุรองรับแรงกระแทก (เช่นแผ่นซิลิโคนนำความร้อน) เมื่อติดตั้งกับแบตเตอรี่ นอกเหนือจากการเพิ่มการนำความร้อนความร้อนแล้วพวกเขายังสามารถลดการสั่นสะเทือนในระหว่างการทำงานของยานพาหนะหลีกเลี่ยงการคลายโครงสร้างหรือการสัมผัสอิเล็กโทรดที่ไม่ดีของเซลล์แบตเตอรี่เนื่องจากการสั่นสะเทือนระยะยาว
3、สถานการณ์การปรับตัวที่สำคัญ: ทำไมแบตเตอรี่พลังงานสูงถึงพึ่งพาแผ่นทำความเย็น?
แบตเตอรี่พลังงานพลังงานพลังงานใหม่: เป็นสถานการณ์หลักที่สำคัญที่สุดสำหรับแผ่นทำความเย็น เนื่องจากกำลังชาร์จและการปล่อยแบตเตอรี่สูงในระหว่างการทำงานของยานพาหนะ (เช่นกำลังสูงสุดถึงหลายร้อยกิโลวัตต์) และพื้นที่ติดตั้งที่ปิดล้อม
ระบบการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่: ชุดแบตเตอรี่ของโรงไฟฟ้าพลังงานขนาดใหญ่ (เช่นพลังงานแสงอาทิตย์/พลังงานลมที่ตรงกับการจัดเก็บพลังงาน) มีความจุขนาดใหญ่และสามารถชาร์จและปล่อยออกมาเป็นเวลานาน หากอุณหภูมิสูงเกินไปความจุจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว แผ่นทำความเย็นสามารถมั่นใจได้ว่าการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวของระบบจัดเก็บพลังงาน
แบตเตอรี่อุตสาหกรรมพลังงานสูงเช่นที่ใช้ในรถยกและหุ่นยนต์ AGV สร้างความร้อนจำนวนมากผ่านการชาร์จและคายประจุที่รวดเร็วบ่อยครั้ง แผ่นทำความเย็นสามารถป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ปิดตัวลงบ่อยครั้งเนื่องจากความร้อนสูงเกินไปและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์
