Pil soğutma plakası (yaygın olarak "pil soğutma plakası" olarak da bilinir), pil sistemlerinin çekirdek termal yönetim bileşenidir, özellikle yeni enerji aracı güç pilleri ve enerji depolama pilleri gibi yüksek güçlü/yüksek kapasiteli pil paketleri. Çekirdek işlevi, şarj sırasında pilin sıcaklığını kontrol etmek ve aktif veya pasif araçlar yoluyla deşarj, pilin her zaman güvenli ve verimli bir sıcaklık aralığında çalışmasını, performans bozulmasını, kısaltılmış ömrü ve hatta aşırı ısınma veya düz olmayan sıcaklığın neden olduğu güvenlik risklerini (termal kaçak gibi) sağlamaktır.
1 、Temel Rol: "Sıcaklık Kontrolü" nin üç temel değeri etrafında
1. Pili aşırı ısınmayı bastırın ve güvenlik risklerinden kaçının
Piller (özellikle lityum iyon piller) şarj ve deşarj sırasında joule ısı üretir (akım iç direnç yoluyla çalışır ve ısı üretir) ve yüksek güç koşullarında (hızlı ivme ve yeni enerji araçlarının hızlı şarjı gibi), ısı üretimi keskin bir şekilde artacaktır:
Sıcaklık güvenli eşiği aşarsa (farklı tipler için küçük farklılıklar olan lityum iyon piller için genellikle 45-60 ℃), elektrolit ayrışmasına, pozitif elektrot malzemelerine yapısal hasara ve hatta "termal kaçak" ı (yangın, patlama) tetikleyebilir;
Soğutma plakası, ısıyı hızlı bir şekilde emer ve pilin yüzeyine (pil hücresi/modülüne bağlanma gibi) doğrudan veya dolaylı olarak temas ederek, güvenli bir aralıktaki pil sıcaklığını kontrol ederek ve kaynaktan termal kaçak riskini azaltarak soğutma ortamına (soğutucu, hava gibi) iletir.
2. Kararlı performansı sağlamak için pil sıcaklığı farkı dengesi
Bir pil paketi düzinelerce hatta yüzlerce ayrı hücreden oluşur. Isı dağılımı eşit değilse, "yerel yüksek sıcaklık, lokal düşük sıcaklık" (pil paketinin kenarı ve merkezi arasında 5 ℃'den fazla sıcaklık farkı gibi) sıcaklık farkı problemi olabilir:
Yüksek sıcaklık monomeri: daha hızlı kapasite bozulması ve daha kısa döngü ömrü;
Düşük sıcaklık hücreleri: Düşük şarj ve deşarj verimliliği (azaltılmış kış aralığı gibi) ve hatta normal olarak şarj ve boşaltmaya katılamaz, bu da tüm pil paketinin "arkasında gecikmesine" neden olur;
Soğutma plakası, ısının eşit olarak taşınmasını sağlamak, tek tek hücreler arasındaki sıcaklık farkını (genellikle 3-5 ℃ içinde kontrol edilmesi gerekir) ve tüm pil performansının senkronize edilmesini sağlayarak "varil etkisini önlemek için" tek tip akış kanalları (paralel kanallar, paralel kanallar) veya ısı yayma yapıları ile tasarlanmıştır.
3. Optimum çalışma sıcaklığını koruyun ve pil ömrünü uzatın
Pilin "optimal çalışma sıcaklığı aralığına" (genellikle 20-40 ℃) sahiptir:
En yüksek şarj verimliliği (yüksek sıcaklık şarjı sırasında yavaş düşük sıcaklık şarjı ve lityum birikiminden kaçınmak);
Kapasite bozulması en yavaştır (yüksek sıcaklık elektrot malzemelerinin yaşlanmasını hızlandırır, düşük sıcaklık, her ikisi de ömrü kısaltan lityum dendritlerin oluşumuna yol açar);
Soğutma plakası, ısı dağılma yoğunluğunu dinamik olarak ayarlar (soğutma sistemini otomatik olarak çalıştırma ve durdurma, pil sıcaklığına göre, soğutma sıvısı akış hızını ayarlama), pili optimal aralıkta stabilize eder ve pil paketinin servis ömrünü önemli ölçüde genişletir (genellikle güç pilin servis ömrünü 3-5 yıldan 5-8 yıldan itibaren genişletir).
2 、Yardımcı İşlev: Farklı senaryolara uyarlanmış işlev uzantısı
Düşük sıcaklık ön ısıtma (kısmen entegre tasarım) ile uyumludur: Bazı soğutma plakaları, kışın düşük sıcaklıklarda "ısıtma moduna" geçebilen bir "soğuk sıcak entegrasyon" yapısını (akış kanalına entegre etmek gibi) benimser. Pil, soğutucu/ısıtma kanatçıları ile önceden ısıtılır, düşük pil aktivitesi ve düşük sıcaklıklarda kısa aralık sorunlarını çözer (özellikle soğuk kuzey bölgelerindeki yeni enerji araçları için uygundur).
Pil yapısının korunması ve titreşim etkisinin azaltılması: Bazı soğutma plakaları (yeni enerji aracı güç pillerinin su soğutmalı plakası gibi), bataryaya bağlandığında yastıklama malzemeleri (termal iletken silikon pedler gibi) ile donatılmıştır. Termal iletkenliği arttırmaya ek olarak, araç çalışması sırasında yastıkları yastıklayabilir, uzun süreli titreşim nedeniyle yapısal gevşeklik veya pil hücrelerinin zayıf elektrot temasından kaçınabilirler.
3 、Anahtar Adaptasyon Senaryosu: Yüksek güçlü piller neden soğutma plakalarına güveniyor?
Yeni Enerji Aracı Güç Pili: Soğutma plakaları için en temel uygulama senaryosudur. Araç operasyonu sırasında pilin yüksek şarj ve deşarj gücü (yüzlerce kilowatt'a ulaşan tepe gücü) ve kapalı kurulum alanı (pil paketinin içindeki zayıf ısı yayma koşulları), soğutma plakaları (esas olarak su soğutmalı plakalar) zorla dağılmak için kullanılması gerekmektedir;
Enerji Depolama Pil Sistemi: Büyük enerji depolama santrallerinin pil paketi (fotovoltaik/rüzgar enerjisi eşleşen enerji depolama gibi) büyük bir kapasiteye sahiptir ve uzun süre şarj edilebilir ve boşaltılabilir. Sıcaklık çok yüksekse, kapasite hızla bozulur. Soğutma plakaları, enerji depolama sisteminin uzun süreli kararlı çalışmasını sağlayabilir;
Forkliftlerde ve AGV robotlarında kullanılanlar gibi yüksek güçlü endüstriyel piller, sık hızlı şarj ve deşarj yoluyla büyük miktarda ısı üretir. Soğutma plakası, aşırı ısınma ve ekipman çalışma verimliliğini iyileştirme nedeniyle pilin sık sık kapatılmasını önleyebilir.
