تجزیه و تحلیل مزایای اتلاف حرارت بدنه باتری آلومینیومی: بر اساس مکانیزم مهندسی هدایت حرارتی بالا، تماس سطحی و هم افزایی خنک کننده مایع

در زمینه باتری های قدرت، مدیریت حرارتی یک عامل اصلی تعیین کننده عملکرد باتری، طول عمر و ایمنی است. باتری‌های لیتیوم{1}}، به‌ویژه باتری‌های با انرژی{3} با انرژی بالا، نیاز به کنترل دقیق دمای عملکرد آنها در محدوده بهینه دارند. در حال حاضر، پوشش باتری آلومینیومی، به دلیل عملکرد برتر در اتلاف گرما، به راه حل اصلی بسته بندی برای باتری های با قدرت بزرگ در وسایل نقلیه انرژی جدید تبدیل شده است. این مزیت اتلاف حرارت به دلیل یک عامل واحد نیست، بلکه بیشتر از اثر هم افزایی خواص فیزیکی آلومینیوم، طراحی ساختاری و یکپارچه سازی یک سیستم مدیریت حرارتی ناشی می شود.

اساس کارایی اتلاف گرما در خود مواد نهفته است. آلومینیوم دارای رسانایی حرارتی تقریباً 237 W/(m·K) است که بسیار بیشتر از فیلم پلاستیکی آلومینیومی مورد استفاده در باتری‌های کیسه‌ای است. این بدان معنی است که گرمای تولید شده در داخل باتری می تواند از طریق بدنه با سرعت بسیار سریع به محیط خارجی منتقل شود. در مقابل، در حالی که فولاد نیز یک فلز است، هدایت حرارتی آن به طور قابل توجهی کمتر از آلومینیوم است. بنابراین، هنگام استفاده از راه‌حل‌هایی مانند پوسته‌های آلومینیومی برای سلول‌های لیتیوم فرو فسفات یا سلول‌های باتری منشوری آلومینیومی LTO برای خودروهای الکتریکی، پوسته‌های آلومینیومی می‌توانند وزن سبک‌تری داشته باشند و در عین حال همان راندمان اتلاف گرما را حفظ کنند، که برای خودروهای الکتریکی که چگالی انرژی را در اولویت قرار می‌دهند بسیار مهم است.

سطح صاف و صلب محفظه آلومینیومی مربعی امکان تماس سطح نزدیک با اجزای مدیریت حرارتی مانند صفحات خنک کننده و سینک های حرارتی را در طول مونتاژ باتری فراهم می کند. در مقایسه با تماس نقطه ای باتری های استوانه ای یا سطوح تماس پیچیده مورد نیاز برای باتری های کیسه ای، این روش تماس سطحی به طور طبیعی مزیت مقاومت حرارتی کمتری را ارائه می دهد. انتقال حرارت از سلول به صفحه خنک کننده مایع یا هیت سینک با مقاومت کمتری مواجه می شود و مسیر کوتاه تری را دنبال می کند. برای باتری‌های برقی کیس آلومینیومی پریسماتیک، استحکام بالای آن‌ها تضمین می‌کند که ساختار محفظه‌بندی به راحتی تحت تغییرات دما تغییر شکل نمی‌دهد، بنابراین تماس هدایت حرارتی خوبی را در مدت طولانی حفظ می‌کند-یک ویژگی برای باتری‌های کیسه‌ای دشوار است.

پوسته آلومینیومی مربعی به ویژه برای سیستم های خنک کننده مایع پایین که به طور گسترده در وسایل نقلیه الکتریکی مدرن استفاده می شود، مناسب است. گرما را می توان مستقیماً از طریق پوسته آلومینیومی به صفحه خنک کننده آلومینیومی متصل منتقل کرد و سپس به طور مؤثر توسط خنک کننده جاری منتقل شد. این طراحی یک مسیر انتقال حرارت بسیار کوتاه ایجاد می کند: "سلول → پوسته آلومینیومی → مواد رابط رسانای حرارتی → سیستم خنک کننده". در مقابل، مسیر انتقال حرارت برای سلول‌های کیسه‌ای «سلول → آلومینیوم{3}}فیلم پلاستیکی → مواد عایق → سیستم خنک‌کننده» است، که دومی به دلیل مقاومت حرارتی بیشتر در مراحل میانی، راندمان اتلاف گرما را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. این مکانیسم اتلاف گرما به طور جهانی برای سلول‌های آلومینیومی باتری منشوری LiFePo4 و پوسته‌های آلومینیومی سلول لیتیوم یون قابل اجرا است.

مزایای اتلاف حرارت پوشش باتری آلومینیومی را می توان در سه جنبه اصلی خلاصه کرد: رسانایی حرارتی بالای خود آلومینیوم، ساختار مقاومت حرارتی کم ناشی از تماس با سطح سفت و سخت و سازگاری طبیعی آن با سیستم های خنک کننده مایع کارآمد. این ترکیب باعث شده است که پوسته های آلومینیومی برای جعبه های باتری منشوری و استوانه ای در زمینه باتری قدرت غالب شوند. همانطور که چگالی انرژی باتری همچنان در حال افزایش است، الزامات مدیریت حرارتی به طور فزاینده‌ای سخت‌تر می‌شوند و ارزش تکنولوژیکی راه‌حل‌های پوسته آلومینیومی مربعی را برجسته می‌کنند.

اگر در مورد طراحی اتلاف گرما یا انتخاب سفارشی آن سؤال فنی داریدبدنه باتری آلومینیومی، لطفاً برای پشتیبانی حرفه ای با ما تماس بگیرید.