اتصل بنا
حلول فعّالة لإدارة الحرارة لبطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية
يرتبط أداء بطاريات الليثيوم أيون وطول عمرها وسلامتها ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة تشغيلها. يُعدّ نظام إدارة حرارية فعّال (TMS) ضروريًا لضمان أداء هذه البطاريات وسلامتها وعمرها الافتراضي. ولأهميته جوانب متعددة:
ضمان السلامة:قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة (عادةً ما تكون أعلى من 60 درجة مئوية) إلى ذوبان الفاصل الداخلي للبطارية، مما يؤدي إلى ماس كهربائي. قد يؤدي هذا إلى انزلاق حراري، وهو حدث كارثي قد يؤدي إلى حريق أو انفجار.
صيانة الأداء:تعمل البطاريات بكفاءة شحن/تفريغ قصوى فقط ضمن نطاق درجة حرارة مثالي (عادةً ما بين ٢٠ و٤٠ درجة مئوية). تزيد درجات الحرارة المنخفضة من المقاومة الداخلية، مما يُسبب انخفاضًا حادًا في الطاقة والسعة. أما درجات الحرارة المرتفعة فتُسرّع التفاعلات الكيميائية غير القابلة للعكس، مما يؤدي إلى فقدان دائم للسعة.
عمر خدمة ممتد:تشير الأبحاث إلى أن كل زيادة قدرها 10 درجات مئوية في درجة حرارة التشغيل، يتضاعف معدل تدهور البطارية تقريبًا. يُحافظ التحكم الحراري الدقيق على عمر البطارية المثالي، مما يُطيل عمرها الافتراضي بشكل كبير.
تجانس درجة الحرارة:يؤدي التفاوت الكبير في درجات الحرارة بين الخلايا الفردية داخل العبوة إلى ما يُعرف بـ"تأثير فرق الدلو"، حيث تُفرط بعض الخلايا في الشحن أو التفريغ، مما يُسرّع من تراجع الأداء وشيخوخة العبوة بأكملها. يجب أن تُقلل الإدارة الحرارية المُتميزة من فروق درجات الحرارة بين الخلايا (يُفضل أن تكون أقل من 5 درجات مئوية).
استراتيجيات مستهدفة لمناطق مختلفة من نظام البطارية
يمكن تقسيم مجموعة البطارية النموذجية إلى ثلاثة مستويات حرجة للإدارة الحرارية، كل منها يتطلب استراتيجية مميزة:
المستوى 1: مستوى الخلية - التركيز الأساسي هو "امتصاص الحرارة والتوصيل"
الهدف:يمتص بسرعة الحرارة المتولدة أثناء دورات الشحن والتفريغ وينقلها بكفاءة. هذا يضمن درجة حرارة موحدة في جميع أنحاء الخلية ويمنع تكون نقاط ساخنة موضعية.
التحدي:توجد فجوات بين الخلايا وداخل تجمعاتها. ولأن الهواء موصل حراري ضعيف، يجب ملء هذه الفراغات بمواد تُنشئ مسارات حرارية فعّالة.
الاستراتيجية:
وسادات السيليكون الحرارية:
الموقع:ملء الفجوات الأكبر بين الخلايا (عادة 0.5 مم - 3 مم)؛ بين الخلايا واللوحات الجانبية/النهائية.
المزايا:يوفر توازنًا ممتازًا بين الموصلية الحرارية العالية (قابلة للاختيار، على سبيل المثال، 1.5 واط/م² كلفن، 2.0 واط/م² كلفن، 3.0 واط/م² كلفن)، وقابلية الانضغاط العالية (تتكيف مع التفاوتات وتمتص الاهتزازات)، والعزل الكهربائي الممتاز. الخيار الأمثل لملء الفجوات الكبيرة وتوفير الدعم الهيكلي.
القيمة:يقوم بتوصيل الحرارة بعيدًا عن الخلايا بشكل مباشر ويعزز توحيد درجة الحرارة، مما يمنع ظهور البقع الساخنة.
مواد تغيير الطور (PCMs):
الموقع:ملفوفة حول خلايا أسطوانية أو مملوءة بين خلايا منشورية/جيبية.
المزايا:حل ثوري. أثناء التشغيل العادي، تنقل مواد PCM الحرارة في حالتها الصلبة. عندما تصل درجة حرارة الخلية إلى نقطة انصهارها (مثلًا، 45 درجة مئوية)، تمتص كمية كبيرة من الحرارة الكامنة أثناء ذوبانها، مما يُخفف بفعالية من الارتفاع السريع في درجة الحرارة ويوفر حمايةً أمنيةً بالغة الأهمية.
القيمة:تمكّن من إدارة حرارية "ذكية"، وهي مثالية للتعامل مع توليد الحرارة القصوى من الأحداث العابرة عالية الطاقة (على سبيل المثال، التسارع السريع)، وهي مادة أساسية لمنع الانفلات الحراري.
أشرطة مزدوجة الجوانب موصلة للحرارة:
الموقع:تثبيت أجهزة استشعار درجة الحرارة، ولوحات أخذ العينات FPC/PCB، والمكونات الصغيرة الأخرى بشكل آمن مباشرة على أسطح الخلايا أو قضبان التوصيل.
المزايا:توفير الالتصاق القوي والتوصيل الحراري، مما يضمن أن تقوم المستشعرات بقياس درجة حرارة الخلية الحقيقية بدقة، وتجنب عدم الدقة الناجم عن فجوات الهواء.
المستوى 2: مستوى الوحدة والحزمة - التركيز الأساسي هو "انتقال الحرارة وتجانس درجة الحرارة"
الهدف:نقل الحرارة التي تم جمعها بشكل فعال من خلايا متعددة داخل الوحدة إلى نظام تبريد العبوة (على سبيل المثال، ألواح التبريد السائلة، قنوات الهواء)، مع ضمان توازن درجة الحرارة عبر الوحدات وفي جميع أنحاء العبوة.
الاستراتيجية:
أشرطة السيليكون الحرارية:
الموقع:ملفوفة حول خلايا فردية أو وحدات صغيرة.
المزايا:توفر عزلًا كهربائيًا أساسيًا وحماية حرارية. تتميز هذه الألواح بأنها رقيقة ومرنة وسهلة التركيب، مما يجعلها مثالية للتغليف الأولي والعزل والتجانس الحراري المعتدل لمجموعات الخلايا.
وسادات السيليكون الحرارية (مراجعة):
الموقع:بين قاعدة الوحدة واللوحة الباردة السائلة؛ وبين وحدة البطارية والغطاء السفلي للحزمة.
المزايا:يُعد هذا أحد أهم التطبيقات. حتى مع الأسطح المُصنّعة بدقة، تبقى فجوات دقيقة. تملأ الوسادات الحرارية هذه الفراغات الدقيقة، مما يُقلل من المقاومة الحرارية للواجهة ويزيد من كفاءة التبريد. يُعد اختيار الوسادات ذات الصلابة المنخفضة وقابلية الانضغاط العالية أمرًا أساسيًا لتحقيق التوافق في المساحات الكبيرة.
جل حشو الفجوة الحرارية أو وسادات السيليكون عالية التوصيل:
الموقع:يتم توزيعها أو طباعتها على الشاشة بين الخلايا/الوحدات ولوحة التبريد في خطوط الإنتاج الآلية للغاية.
المزايا:يسمح التطبيق السائل بملء أي فجوات سطحية غير منتظمة بشكل مثالي، محققًا مقاومة تلامس حراري شبه معدومة. بعد المعالجة، يُشكل إلاستومرًا مرنًا يمتص الصدمات. هذا مثالي للسيارات الفاخرة حيث تكون الكفاءة الحرارية القصوى أمرًا بالغ الأهمية.
المستوى 3: التعبئة للبيئة الخارجية - التركيز الأساسي هو "التبديد الحراري والعزل النهائي"
الهدف:تبديد الحرارة المتراكمة إلى البيئة الخارجية عبر نظام التبريد. وفي الوقت نفسه، يتطلب غلاف البطارية خصائص عزل حراري لحماية الخلايا الداخلية من الظروف الجوية القاسية (مثل شمس الصيف وبرد الشتاء).
الاستراتيجية: استخدم مواد العزل الحراري داخل حزمة البطارية للتخفيف من تأثير درجات الحرارة البيئية الخارجية على درجة الحرارة الأساسية الداخلية.
التطبيق الموسع لموادنا (التطوير المحتمل):
بطانيات ايروجيل:
الموقع:مُغلَّف على السطح الداخلي للغطاء العلوي لحزمة البطارية أو يُستخدم كحاجز بين الوحدات.
المزايا:تُمثل أحدث ما توصلت إليه تكنولوجيا العزل. هيكلها النانوي المسامي يمنع انتقال الحرارة بفعالية. في حال حدوث تسرب حراري في خلية واحدة، يُمكن للهلام الهوائي أن يُؤخر بشكل كبير انتشار الحرارة إلى الوحدات المجاورة وغطاء العبوة، مما يُوفر وقتًا حاسمًا لسلامة شاغليها.
التوصية:إن دمج حلول الهلام الهوائي مع مجموعة المواد الموصلة الحالية لدينا من شأنه أن يسمح لنا بتقديم مجموعة كاملة من "الإدارة الحرارية التشغيلية" إلى "الحماية من الهروب الحراري".
الاستنتاج
من خلال تطبيق محفظتنا من بشكل منهجي واستراتيجي</p>وسادات السيليكون الحرارية، ومواد تغيير الطور، وأشرطة السيليكون الحرارية، والأشرطة الموصلة للحرارةيمكننا إنشاء نظام إدارة حرارية شامل وفعال وآمن لمجموعات بطاريات المركبات الكهربائية.
على مستوى الخلية: PCMs<ص> و <ص>وسادات حراريةتمكين امتصاص الحرارة وتوصيلها بكفاءة عند المصدر.
على مستوى الوحدة: وسادات حرارية<ص> و <ص>ملء الفجواتتحسين اتصال الواجهة مع نظام التبريد، مما يزيد من تبديد الحرارة.
على مستوى النظام: الأشرطة الحرارية<ص> و <ص>الأشرطة الموصلةتأمين وعزل المكونات المساعدة.
لدينا العديد من الحلول المتعلقة بإدارة الحرارة لبطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية. لمزيد من المعلومات، يُرجى التواصل معنا، فنحن في خدمتكم دائمًا!