在电动汽车领域,电池包的热管理一直是个关键课题,直接关系到车辆的续航里程和电池寿命。传统的电池热管理方式主要通过换热板与电池电芯进行热交换,然而,这种方式存在明显的局限性,特别是在面对大功率超级快充时,其效果不尽如人意。
换热板式热管理系统,作为当前的主流方案,通过换热板内的介质流动与电芯接触换热,实现电池包的升温及降温。然而,换热板表面的温度分布并不均匀,存在高温和低温区域,导致电芯之间的温差较大。尽管这种设计可以满足电池包中电芯之间最大温差不高于8℃的使用要求,但难以满足未来更高功率充电的需求,同时也可能对电池包的使用寿命产生不利影响。
据分析,换热板与电芯的接触面有限,通常只能与电池单元的一个面进行热交换,无法实现全方位、立体化的换热效果。这种局限性导致了电池包内部温度分布的不均匀,影响了电池的性能和寿命。
为了解决这个问题,浸没式电池热管理系统应运而生。这种系统将电池单元完全浸没于耐高压、绝缘的液体中,使电池单元整体充分与液体进行热交换。这种设计不仅提高了热交换的效率,还实现了电池单元的全方位、立体化换热。
浸没式热管理系统使用的高压绝缘换热介质为氟化液,具有优秀的热稳定性、化学稳定性及适度的溶解性,且对环境友好。通过使用氟化液代替传统的防冻液,并去除电池包内的换热板,浸没式热管理系统能够更有效地调节电池包的温度。
为了验证浸没式热管理系统的效果,研究人员进行了台架实验。实验结果显示,与传统的换热板式系统相比,浸没式热管理系统能够将电池单元之间的温差控制在2~3℃,远低于换热板式系统的5~8℃。这表明浸没式热管理系统能够更有效地进行热交换,提高电池包内温度的均匀性,从而延长电池的使用寿命和车辆的续航里程。
浸没式热管理系统还具有更好的可扩展性和适应性。随着电动汽车技术的不断发展,未来可能会出现更高功率的充电方式,如4C甚至5C的充电倍率。浸没式热管理系统凭借其高效的热交换能力和良好的温度均匀性,将能够更好地适应这些新的充电方式,为电动汽车的发展提供有力的支持。
浸没式热管理系统以其独特的优势和特点,在电动汽车领域展现出了巨大的潜力。随着技术的不断进步和市场的不断发展,浸没式热管理系统有望成为未来电动汽车热管理的主流方案。