با تغییر ساختار انرژی جهانی و بهبود آگاهی حفاظت از محیط زیست، وسایل نقلیه الکتریکی به یک جهت توسعه مهم صنعت خودرو تبدیل شده اند. به عنوان "قلب" خودروهای الکتریکی، عملکرد و عمر باتری ها به طور مستقیم بر عملکرد و قابلیت اطمینان کل وسیله نقلیه تأثیر می گذارد.
در این زمینه، اهمیت سیستم های مدیریت حرارتی باتری به طور فزاینده ای برجسته شده است و فناوری خنک کننده مایع، به عنوان یکی از روش های کارآمد اتلاف گرما، به یکی از فناوری های کلیدی برای بهبود عملکرد خودروهای الکتریکی تبدیل شده است. این کشور با چالش‌های دوگانه پیشرفت فناوری و کنترل هزینه مواجه است و به تدریج به کانون تحقیقاتی در صنعت تبدیل شده است.
فن آوری خنک کننده مایع به گردش رسانه های مایع (مانند آب، محلول اتیلن گلیکول و غیره) برای حذف گرمای تولید شده توسط باتری و در نتیجه حفظ عملکرد باتری در محدوده دمایی مناسب اشاره دارد. این فناوری به ویژه در خودروهای الکتریکی با کارایی بالا بسیار مهم است زیرا می تواند به طور موثر عمر باتری را افزایش دهد، تراکم انرژی و راندمان شارژ را بهبود بخشد.
در مقایسه با سیستم‌های خنک‌کننده هوای سنتی، سیستم‌های خنک‌کننده مایع دارای مزایای راندمان انتقال حرارت بالاتر، اندازه و وزن کوچک‌تر و نویز کمتر هستند.
طراحی و ساخت سیستم های خنک کننده مایع یک پروژه جامع است که مهندسین را ملزم به داشتن دانش و مهارت های بین رشته ای و همچنین درک عمیق از مواد جدید، فرآیندهای جدید و فناوری های جدید می کند. چندین فناوری کلیدی درگیر شامل اما محدود به موارد زیر نیست:
01 طراحی کانال جریان
طراحی کانال جریان هسته سیستم خنک کننده مایع است و به طور مستقیم بر ویژگی های جریان و راندمان تبادل حرارتی خنک کننده تأثیر می گذارد. با استفاده از فناوری شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، مهندسان می‌توانند جریان خنک‌کننده را در کانال جریان شبیه‌سازی کنند و کارایی تبادل حرارت را پیش‌بینی و تحلیل کنند. در ترکیب با روش بهینه‌سازی توپولوژی ساختاری، هندسه کانال جریان بهینه را می‌توان برای دستیابی به هدایت حرارتی بالاتر و مقاومت سیال کمتر یافت.
02 انتخاب مواد
انتخاب مواد تأثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم خنک کننده مایع دارد. معمولاً صفحات خنک کننده مایع مواد فلزی با رسانایی حرارتی بالا مانند آلومینیوم یا مس را انتخاب می کنند که می توانند به طور موثر گرما را از منبع گرما هدایت کنند و به سرعت آن را از طریق خنک کننده خارج کنند. با این حال، علاوه بر هدایت حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت مکانیکی مواد نیز از عواملی هستند که باید در طراحی مورد توجه قرار گیرند. این ویژگی ها تضمین می کند که سیستم خنک کننده مایع می تواند پایداری و قابلیت اطمینان طولانی مدت را در محیط های کاری مختلف حفظ کند.
03 پمپ و رادیاتور
پمپ و رادیاتور "قلب" و "ریه" سیستم خنک کننده مایع هستند. آنها با هم، گردش مایع خنک کننده و اتلاف گرما را حفظ می کنند. به عنوان "منبع برق" سیستم خنک کننده مایع، کلید انتخاب پمپ در کارایی و قابلیت اطمینان آن نهفته است. باید اطمینان حاصل شود که می تواند جریان پایداری را در شرایط کاری مختلف فراهم کند. طراحی رادیاتور نیاز به در نظر گرفتن مقرون به صرفه بودن دارد و در عین حال عملکرد اتلاف گرما را برای دستیابی به بهترین مقرون به صرفه تضمین می کند.
04 استراتژی کنترل
استراتژی کنترل برای عملکرد موثر سیستم خنک کننده مایع بسیار مهم است. از طریق الگوریتم‌های کنترل دقیق، سرعت جریان مایع خنک‌کننده و پارامترهای کار رادیاتور را می‌توان به صورت دینامیکی با توجه به دمای واقعی و وضعیت کار منبع گرما تنظیم کرد و در نتیجه اطمینان حاصل کرد که دمای باتری یا سایر اجزای کلیدی در داخل پایدار است. محدوده کاری بهینه برای جلوگیری از گرمای بیش از حد یا سرد شدن بیش از حد.
05 فرآیند تولید
پیشرفت فرآیند تولید به طور مستقیم بر عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم خنک کننده مایع تأثیر می گذارد. استفاده از فناوری چاپ سه بعدی و فناوری پردازش میکروکانال می تواند به ساخت دقیق صفحات خنک کننده مایع دست یابد. این فناوری‌ها اندازه و شکل کانال جریان را دقیق‌تر می‌کنند و در نتیجه فشرده‌سازی و راندمان اتلاف حرارت کل سیستم را بهبود می‌بخشند. در عین حال، فرآیندهای ساخت پیشرفته نیز به کاهش عیوب ساخت و بهبود ثبات و قابلیت اطمینان محصول کمک می کند.
در حال حاضر، بسیاری از برندهای رده بالای خودروهای برقی شروع به استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده مایع کرده‌اند، مانند پورشه و آئودی، و مدل S و مدل X تسلا از سیستم‌های باتری خنک‌کننده مایع استفاده می‌کنند که از طریق صفحات خنک‌کننده و سیستم‌های گردش مایع خنک‌کننده یکپارچه، به مدیریت حرارتی کارآمد می‌رسند. در بسته باتری
