Анализ на предимствата на разсейването на топлината на корпуса на алуминиевата батерия: въз основа на инженерния механизъм на висока топлопроводимост, повърхностен контакт и синергия на течно охлаждане

В областта на захранващите батерии управлението на топлината е основен фактор, определящ производителността, живота и безопасността на батерията. Литиево-йонните батерии, особено батериите с висока-енергийна-плътност, изискват работната им температура да бъде стриктно контролирана в оптимален диапазон. Понастоящем алуминиевата обвивка на батерията, благодарение на превъзходното си разсейване на топлината, се превърна в основното решение за опаковане на батерии с голяма мощност в превозни средства с нова енергия. Това предимство на разсейването на топлината не се дължи на един единствен фактор, а по-скоро произтича от синергичния ефект на физическите свойства на алуминия, структурния дизайн и интегрирането на система за управление на топлината.

Основата на ефективността на разсейване на топлината лежи в самите материали. Алуминият може да се похвали с топлопроводимост от приблизително 237 W/(m·K), далеч надвишаваща тази на алуминиевото -пластмасово фолио, използвано в торбичките за батерии. Това означава, че топлината, генерирана вътре в батерията, може да бъде отведена във външната среда през корпуса с изключително бърза скорост. За разлика от това, докато стоманата също е метал, нейната топлопроводимост е значително по-ниска от тази на алуминия. Следователно, когато се използват решения като алуминиеви корпуси за литиево-ферофосфатни клетки или алуминиеви LTO призматични батерийни клетки за електромобили, алуминиевите корпуси могат да постигнат по-леко тегло, като същевременно поддържат същата ефективност на разсейване на топлината, което е от решаващо значение за електрически превозни средства, които дават приоритет на енергийната плътност.

Твърдата, плоска повърхност на квадратния алуминиев корпус позволява близък повърхностен контакт с компоненти за термично управление, като охлаждащи плочи и радиатори по време на монтажа на батерията. В сравнение с точковия контакт на цилиндричните батерии или сложните контактни повърхности, необходими за торбичките, този метод на повърхностен контакт естествено предлага по-ниско предимство на термично съпротивление. Преносът на топлина от клетката към плочата за течно охлаждане или радиатора среща по-малко съпротивление и следва по-къс път. За захранващите батерии с призматичен алуминиев корпус тяхната висока твърдост гарантира, че структурата на капсулиране не се деформира лесно при температурни промени, като по този начин се поддържа контакт с добра топлопроводимост за дълъг период от време-характеристика, която е трудно да се съпостави с торбичните батерии.

Квадратната алуминиева обвивка е особено подходяща за долните системи за течно охлаждане, широко използвани в съвременните електрически превозни средства. Топлината може директно да се пренася през алуминиевата обвивка към прикрепената алуминиева охлаждаща плоча и след това ефективно да се отвежда от течащата охлаждаща течност. Този дизайн създава изключително кратък път на пренос на топлина: "клетка → алуминиева обвивка → топлопроводим интерфейсен материал → охладителна система". За разлика от това пътят на топлопренос за пауч клетките е „клетка → алуминиево-пластмасово фолио → изолационен материал → охладителна система“, като последната има значително по-ниска ефективност на разсейване на топлината поради по-голямото термично съпротивление в междинните етапи. Този механизъм за разсейване на топлината е универсално приложим както за алуминиеви клетки с призматична батерия LiFePo4, така и за алуминиеви обвивки на литиево-йонни клетки.

Предимствата на разсейването на топлината на корпуса на алуминиевата батерия могат да бъдат обобщени в три основни аспекта: високата топлопроводимост на самия алуминий, структурата с ниско термично съпротивление в резултат на твърд повърхностен контакт и неговата естествена съвместимост с ефективни системи за течно охлаждане. Тази комбинация направи алуминиевите черупки за призматични и цилиндрични кутии за батерии доминиращи в областта на захранващите батерии. Тъй като енергийната плътност на батерията продължава да се увеличава, изискванията за управление на топлината стават все по-строги, което допълнително подчертава технологичната стойност на решенията с квадратна алуминиева обвивка.

Ако имате някакви технически въпроси относно дизайна на разсейване на топлината или персонализиран избор наАлуминиев корпус на батерията, моля не се колебайте да се свържете с нас за професионална поддръжка.