Med ökningen av intresset för att minska kolfotavtryck och grön energiteknik har elbilar (EV) rusat in i det offentliga medvetandet som en ledande lösning. Men bakom de eleganta exteriörerna och tysta motorerna ligger en kritisk komponent som säkerställer att dessa moderna underverk går smidigt: batteriets kylsystem. I det här blogginlägget undersöker vi vikten av effektiva kyltekniker, särskilt användningen av aluminiumvätskekylplattor i EVs och hur de bidrar till fordonens prestanda och hållbarhet.
Del 1: Varför EV -bilar blir populära
Elektriska fordon (EV) övergår snabbt från nyhet till nödvändighet, drivs av en blandning av tekniska framsteg, miljöhänsyn och ekonomiska incitament. Dr. John Smith från Greentech Innovations belyser den kritiska rollen för termisk hantering i EVS och säger: "Utvecklingen av batterikylning i EVS är avgörande för deras prestanda och livslängd."Detta tekniska språng säkerställer att EV: er fungerar effektivt över olika klimat och hanterar ett av de största hindren i EV -antagandet.
Push mot EVS förstärks ytterligare av koldioxidutsläppspolitiken från 2035: Europeiska unionen, som syftar till att uppnå kolneutralitet, har utfärdat flera dokument och fastställde stränga koldioxidutsläppsstandarder för bilindustrin:
2019
Förordning om koldioxidutsläpp för tunga fordon
Under 2019 infördes "förordningen om koldioxidutsläpp för tunga fordon".
2019
Passar för 55
"Fit för 55" -utsläppsminskningspaket som lanserades 2021 uppsättningar ännu striktare koldioxidutsläppsstandarder för bilar och skåpbilar, med en minskning med 55% för bilar och 50% för skåpbilar fram till 2030 jämfört med 2021 nivåer och en 100% minskning år 2035.
2023
2035 Nollutsläppsmandat
I mars 2023 passerade EU "nollutsläppsmandatet" 2035 för ny försäljning av bränslebilar och lätta kommersiella fordon ", som planerade att förbjuda försäljning av bränslefordon år 2035.
Incitament för fordonsköp: Även om vissa länder med en hög penetration av nya energifordon började minska inköpssubventionerna 2022, fortsätter de flesta europeiska länder att erbjuda subventioner och stimulera konsumenterna att köpa.
Till exempel erbjuder Tyskland ett betydande incitament för köpare av elfordon, som tillhandahåller upp till € 9, 000 i subventioner för köp av ett helt elfordon och upp till 6 750 € för plug-in-hybrider, som kombinerar federala och tillverkarens bidrag.
Del 2: Termisk hantering i EV -batterier
Prata om EV -bilar,Batteriets termiska hanteringssystem (TMS)Spelar en avgörande roll i utvecklingen av den termiska prestandan hos nya energifordon. En effektiv TMS förbättrar inte bara batteriets termiska motstånd och säkerhet utan förlänger också dess livslängd. Bland olika kylteknologier är luftkylning, även om den är enkel och kostnadseffektiv, begränsad i sin förmåga att effektivt sprida värme- och kontrolltemperaturer. Därför dyker upp vätskekylda kallplattor för batteripaket som överlägsna val.
Jämförelsen mellan flytande kyltekniker och luftkylningssystem
Generellt sett hanterar vätskekylsystem värme mer effektivt än luftkylning genom att använda en flytande kylvätska för att direkt eller indirekt absorbera och överföra värmen som genereras av batteriet. Detta system möjliggör mer exakt temperaturkontroll, minskar risken för överhettning och därmed förbättrar batteriets totala prestanda och säkerhet. Tvärtom faller luftkylningen utan prestanda.
Kalla plattor spelar en avgörande roll för att implementera lokal kylning av högeffektelektronik genom att överföra värme från EV-batteripaketet till en vätska som rinner till en avlägsen värmeväxlare och sprids till antingen den omgivande eller till en annan vätska i ett sekundärt kylsystem.
Effektiviteten för luftkylning i EVs minskar exponentiellt över tid. Från och med hög effektivitet visar det en anmärkningsvärd nedgång när tiden fortskrider, vilket indikerar de inneboende begränsningarna för luftkylningssystem för att sprida värme effektivt under längre perioder, särskilt i scenarier med hög efterfrågan där den termiska belastningen är betydande. Tvärtom, det andra diagrammet presenterar en långsammare effektivitetsförlust för vätskekylsystem i EVs, vilket indikerar en mer stabil och varaktig kylprestanda över tid. Flytande kylning, under dess högre värmekapacitet och förmågan att direkt hantera värme vid dess källa, upprätthåller högre effektivitetsnivåer under en längre varaktighet jämfört med luftkylning. Detta resulterar inte bara i bättre övergripande termiska prestanda utan förlänger också livslängden för ett EV: s batteri och andra kritiska komponenter.
Strukturen för flytande kylplatta
Kylplattmaterial:Vanligtvis tillverkade av material med hög värmeledningsförmåga såsom aluminium (ungefär 235 W/m · K) eller koppar (cirka 398 till 400 W/m · K). Dessa material väljs för sin förmåga att snabbt absorbera och överföra värme bort från EV -batterifattcellerna. Men vi i allmänhetVälj aluminiumkylning av kall plattaPå grund av deras lätta vikt och prisvärdhet jämfört med kallplattor för kopparrör.
Speciellt i design av elektrisk fordon är minskning av fordonsvikt en viktig faktor för att förbättra energieffektiviteten och körområdet, vilket gör lätta aluminiummaterial till ett idealiskt val för batterikylplattor.
Interna flödeskanaler:Kylplattan innehåller inre kanaler eller passager genom vilka kylvätskan (vanligtvis en blandning av vatten och glykol) cirkulerar. Utformningen av dessa kanaler är avgörande för att säkerställa effektiv värmeöverföring. De kan vara raka, serpentin eller ha andra komplexa mönster för att maximera ytan kontakt med kylvätskan under höga värmebelastningar.
Inlopps- och utloppsportar:Kylplattor är utrustade med inlopps- och utloppsportar för kylvätskan. Dessa portar är anslutna till fordonets kylsystem, vilket gör att vätskan kan cirkulera genom plattan och bära värme bort från battericellerna.
Tätningsmekanismer:För att förhindra läckor förseglas kylplattor med packningar eller tätningsmaterial. Dessa tätningar är kritiska för att upprätthålla kylsystemets integritet, särskilt under de högtrycksförhållanden som behövs för effektiv vätskekylning.
Hur flytande kall platta fungerar för att försvinna värme
-Värmupptagning
Ytkontakt:
Vi vet attPrincipen om laddnings- och urladdningsprocessen för litiumjonbatterierär jonmigration och kemiska reaktioner. Li+ intercalates and de-intercalates within layered carbon materials and metal oxides, leading to a series of exothermic chemical reactions inside the battery, including electrolyte decomposition, anode thermal decomposition, reactions between the anode and electrolyte, SEI (Solid Electrolyte Interface) membrane decomposition reactions, etc. The cooling aluminum cold plate design with heat pipe mounting surface is placed in direct contact with the EV battery cell where it Säkerställer effektiv värmeöverföring från det heta batteriet till kylplattan.
Värmeöverföring
-Liquidkylvätskeväxling:
Inuti vätskekylplattan finns ett nätverk av kanaler genom vilket en flytande kylvätska flyter. Detta kylvätska kan vara vatten, en glykol-vattenblandning eller en annan vätska med goda termiska egenskaper eller ljudvätskekompatibilitet såsom flytande kväve eller helium. När kylvätskan passerar genom kanalerna absorberar den värmen från batteripaketet och bär det bort till en kylfläns där den släpps ut i den omgivande luften.
Värmeledning:
När kylvätskans flödesväg rör sig genom kanalerna plockar den upp värmen som utförs genom plattan. Vätskans höga specifika värmekapacitet gör att den kan absorbera en betydande mängd värme, vilket underlättar effektiv överföring av värme bort från källan.
Värmeöverföring
-Liquidkylvätskeväxling:
Inuti vätskekylplattan finns ett nätverk av kanaler genom vilket en flytande kylvätska flyter. Detta kylvätska kan vara vatten, en glykol-vattenblandning eller en annan vätska med goda termiska egenskaper eller ljudvätskekompatibilitet såsom flytande kväve eller helium. När kylvätskan passerar genom kanalerna absorberar den värmen från batteripaketet och bär det bort till en kylfläns där den släpps ut i den omgivande luften.
Värmeledning:
När kylvätskans flödesväg rör sig genom kanalerna plockar den upp värmen som utförs genom plattan. Vätskans höga specifika värmekapacitet gör att den kan absorbera en betydande mängd värme, vilket underlättar effektiv överföring av värme bort från källan.
-Coolant Circulation:
Efter att ha absorberat värmen pumpas det nu värmda kylvätska bort från kylplattans tryckfall genom kylvätskor och flödar till en värmeväxlare eller kylfläns.
-Radiering eller konvektion:
I värmeväxlaren sprids värmen från kylvätskan i den omgivande luften eller ett annat medium. Denna process stöds vanligtvis av fläktar eller naturlig konvektion för att förbättra effektiviteten för värmeavlägsnande.
-Coolant Recirculation:
När kylvätskan har släppt sin absorberade värme kyls den ner och sedan återcirkuleras avfallsvärmen tillbaka genom kylplattan för att fortsätta processen med värmeabsorption.
Temperaturreglering
-Systemkontroll:
Baserat på applikationens temperaturkrav kan flödeshastigheten för kylvätskan och driften av systemet (såsom flödeshastigheten för aktiverande fläktar eller pumpar) kontrolleras exakt. Detta gör det möjligt för exakt temperaturhantering att hålla komponenten inom dess optimala driftstemperaturområde.
Din förtroendevärda EV Liquid Cold Plate-leverantör i Kina
Om du vill samråda med vår professionella ingenjör om ditt krav på termiska lösningar, vänligen skickade oss din förfrågan till oss, kommer vi tillbaka till dig inom en affärsdag.
Nackdelarna och fördelarna med vätskekylda kalla plattor för EV: er i termisk prestanda
Flytande kylplattorär en kritisk komponent för att hantera de termiska förhållandena för elfordon (EV). De erbjuder ett sofistikerat tillvägagångssätt för att upprätthålla optimala driftstemperaturer för batterier och kraftelektronik. Liksom alla tekniker har de många applikationer och sin egen uppsättning fördelar och nackdelar.
Fördelar med flytande kalla plattor för EVs
-Effektiv värmeavledning:
Flytande kylplattor kan ta bort värme mer effektivt än luftkylsystem på grund av den högre värmeledningsförmågan hos vätskor. Detta hjälper till att hålla batteripaketet och elektroniska komponenter inom deras optimala temperaturområde, även under höga belastningsförhållanden.
Som bilden som visas här är vi tydliga att luftkylningen försämras med 5% per timme med vätskekylning med 2% per timme, vilket tyder på att det är en mycket hög tillförlitlighet för prestanda kylning vid hantering av termiska belastningen för batterierna under längre perioder.
-Iniform temperaturfördelning:
De tillhandahåller en mer enhetlig temperaturfördelning över battericellerna, vilket minskar risken för hotspots. Denna enhetliga kylning är avgörande för livslängden och tillförlitligheten hos battericeller, eftersom den förhindrar termisk språng och säkerställer konsekvent prestanda.
-Iniform temperaturfördelning:
De tillhandahåller en mer enhetlig temperaturfördelning över battericellerna, vilket minskar risken för hotspots. Denna enhetliga kylning är avgörande för livslängden och tillförlitligheten hos battericeller, eftersom den förhindrar termisk språng och säkerställer konsekvent prestanda.
Detta optimala temperaturområde verkar vara cirka 20 grader till 25 grader där batteriet fungerar med toppeffektivitet. Förutom detta intervall minskar både batteriets förmåga att leverera kraft och körområdet för EV. Extremt kalla temperaturer minskar kraftigt batteriets effekt och räckvidd, medan extremt höga temperaturer kan orsaka överhettning och potentiell nedbrytning av batteritiden. Så vi föreslår att batteritemperaturen inom detta optimala intervall är avgörande för att maximera EV: s körområde och totala prestanda. Det är därför vi rekommenderar att du hittar välfunktionella flytande kalla plattor för dina EV-bilar istället för att använda luftkylning.
-Kompakt och flexibel design:
Flytande kylsystem, inklusive anpassade kallplattor i aluminium, kan utformas för att passa in i trånga utrymmen, vilket gör dem idealiska för de kompakta och komplexa layouterna av elektriska fordon. Denna flexibilitet möjliggör effektiv användning av utrymme och bättre integration i fordonets design.Kaixin aluminium flytande anpassade kalla plattorsom är lämpliga för anpassning.
-Noise -minskning:
Till skillnad från luftkylsystem som förlitar sig på fläktar fungerar flytande kylsystem tyst och bidrar till en trevligare körupplevelse. Forskningen fann att brus som genereras från luftkylsystemet är cirka 50 dB jämfört med vätskekylningsteknologier vid endast 30 dB vid statisk status. Denna betydande minskning av bullerföroreningar gynnar inte bara föraren och passagerarna utan minskar också bullerföroreningar för de utanför fordonet. Till exempel har Tesla Model S en ljudbrusreduktion på endast 63,5 dB på endast 70 km/h.
Enligt forskningsrapporten och följande video föreslår vi att batteritemperaturen inom detta optimala intervall är avgörande för att maximera Driving Range och den totala prestanda för EV. Det är därför vi rekommenderar att du hittar välfunktionella flytande kalla plattor för dina EV-bilar istället för att använda luftkylning.
Nackdelar med flytande kalla plattor för EVs
-Potential för läckor:
Eftersom flytande kylsystem involverar rörade kallplattor som bär kylvätska i hela fordonet finns det alltid en risk för läckor som inträffar på grund av den ursprungliga kallplattans design.
Dessa läckor kan inte bara leda till minskad termisk motstånd och effektivitet anpassad förkylning, utan också utgöra en säkerhetsrisk och misslyckas med att ansluta vätskeslingan vilket orsakar tryckfall tillsammans med begränsad funktion av det sekundära kylsystemet.
-OUTATING och tillverkningskostnader:
En av de viktigaste nackdelarna med flytande kylsystem är deras kostnad. Jämfört med traditionella luftkylningssystem kan vätskekylteknologi vara betydligt dyrare att implementera. Denna ökade kostnad beror på de ytterligare komponenterna och komplexiteten som är involverade i ett flytande coolt system.
Del 3: Hur du anpassar dina flytande kalla plattor
Kaixinaluminiumär engagerad i att tillhandahålla one-stop Service som sträcker sig från verktygsutveckling, aluminiumtillverkning, CNC -precisionsbearbetning och ytbehandlingar till våra ingenjörer stöd. För användning av speciella applikationer tillhandahåller vi också vakuumlödda kallplattor, platta rörskallplattor eller stifttyper samt modeller för låg till medelkraftdensiteter gjorda av varmvalsade aluminiummetallplåtar som tål högt tryck och lågtrycksfall av EV-kretsen. För fler andra produkter som tillämpas i EVs bil,Besök våra EV -aluminiumprodukter ellerKontakta Kaixin -expertis.