La plaque de refroidissement de la batterie (également connue sous le nom de "plaque de refroidissement de la batterie") est le composant de gestion thermique de base des systèmes de batteries, en particulier les batteries à haute puissance / haute capacité telles que les batteries de puissance de véhicules énergétiques et les batteries de stockage d'énergie. Sa fonction centrale consiste à contrôler la température de la batterie pendant la charge et la décharge par des moyens actifs ou passifs, en veillant à ce que la batterie fonctionne toujours dans une plage de température sûre et efficace, en évitant la dégradation des performances, une durée de vie raccourcie et même les risques de sécurité (tels que le runage thermique) provoqué par une surchauffe ou une température inégale.
1 、Rôle principal: autour des trois valeurs fondamentales du "contrôle de la température"
1. Supprimer la surchauffe de la batterie et éviter les risques de sécurité
Les batteries (en particulier les batteries lithium-ion) génèrent de la chaleur du joule pendant la charge et la décharge (le courant fonctionne et génère de la chaleur par résistance interne), et dans des conditions de haute puissance (comme une accélération rapide et une charge rapide de nouveaux véhicules énergétiques), la génération de chaleur augmentera fortement:
Si la température dépasse le seuil de sécurité (généralement 45-60 ℃ pour les batteries lithium-ion, avec de légères différences pour différents types), elle peut provoquer une décomposition d'électrolyte, des dommages structurels aux matériaux d'électrode positifs et même déclencher "le running thermique" (feu, explosion);
La plaque de refroidissement absorbe rapidement la chaleur et la conduit sur le milieu de refroidissement (comme le liquide de refroidissement, l'air) en contactant directement ou indirectement la surface de la batterie (comme se lier à la cellule / module de la batterie), contrôlant la température de la batterie dans une plage sûre et réduisant le risque de ruissellement thermique de la source.
2. Équilibre la différence de température de la batterie pour assurer des performances stables
Une batterie est composée de dizaines ou même de centaines de cellules individuelles. Si la dissipation thermique est inégale, il peut y avoir un problème de différence de température de "température locale à haute température locale" (comme une différence de température de plus de 5 ℃ entre le bord et le centre de la batterie):
Monomère à haute température: décroissance de capacité plus rapide et durée de vie du cycle plus court;
Cellules à basse température: une faible efficacité de charge et de décharge (comme une plage hivernale réduite), et même incapable de participer à la charge et à la décharge normalement, ce qui fait que l'ensemble de la batterie était "à la traîne";
La plaque de refroidissement est conçue avec des canaux d'écoulement uniformes (tels que les canaux serpentins, les canaux parallèles) ou les structures de dissipation de chaleur pour garantir que la chaleur est transportée uniformément, réduisez la différence de température entre les cellules individuelles (généralement nécessaire pour être contrôlée dans les 3-5 ℃) et permettre à toutes les performances de la batterie d'être synchronisées, en évitant "l'effet de baril".
3. Maintenir une température de fonctionnement optimale et prolonger la durée de vie de la batterie
La batterie a une "plage de température de fonctionnement optimale" (généralement 20-40 ℃), dans laquelle:
L'efficacité de charge la plus élevée (éviter la charge lente à basse température et le dépôt de lithium pendant la charge à haute température);
La désintégration de la capacité est la plus lente (la température élevée accélère le vieillissement des matériaux d'électrode, à basse température conduit à la formation de dendrites de lithium, qui raccourcissent la durée de vie);
La plaque de refroidissement ajuste dynamiquement l'intensité de dissipation thermique (comme le démarrage et l'arrêt automatique du système de refroidissement en fonction de la température de la batterie, en ajustant le débit de liquide de refroidissement), en stabilisant la batterie dans la plage optimale pendant une longue période et en prolongeant considérablement la durée de vie de la batterie (prolongeant généralement la durée de vie de la batterie de puissance de 3 à 5 ans à 5 à 8 ans).
2 、Fonction auxiliaire: extension de fonction adaptée à différents scénarios
Compatible avec le préchauffage à basse température (conception partiellement intégrée): certaines plaques de refroidissement adoptent une structure "intégration à chaud" (comme l'intégration des éléments de chauffage dans le canal d'écoulement), qui peut être transféré en "mode de chauffage" pendant les basses températures en hiver. La batterie est préchauffée par des nageoires de liquide de refroidissement / chauffage, résolvant les problèmes de faible activité de batterie et de courte portée à basse température (particulièrement adapté aux nouveaux véhicules énergétiques dans les régions froides du nord).
Protection de la structure des batteries et réduction de l'impact des vibrations: certaines plaques de refroidissement (telles que la plaque refroidie par eau de nouvelles batteries de puissance de véhicule d'énergie) sont équipées de matériaux d'amorti (tels que des coussinets de silicone conducteur thermique) lorsqu'ils sont fixés à la batterie. En plus d'améliorer la conductivité thermique, ils peuvent également amortir les vibrations pendant le fonctionnement du véhicule, en évitant le relâchement structurel ou un mauvais contact d'électrode des cellules de la batterie en raison de vibrations à long terme.
3 、Scénario d'adaptation clé: Pourquoi les batteries haute puissance s'appuient-elles sur des plaques de refroidissement?
Nouvelle batterie de puissance de véhicule énergétique: c'est le scénario d'application le plus principal pour les plaques de refroidissement. En raison de la puissance élevée de chargement et de décharge de la batterie pendant le fonctionnement du véhicule (comme la puissance de pointe atteignant des centaines de kilowatts), et l'espace d'installation fermé (mauvaises conditions de dissipation thermique à l'intérieur de la batterie), il est nécessaire d'utiliser des plaques de refroidissement (principalement des plaques refroidies par eau) pour dissiper de force la chaleur, sinon elle affectera sérieusement la plage et la sécurité;
Système de batterie de stockage d'énergie: La batterie de grandes centrales de stockage d'énergie (telles que le stockage d'énergie photovoltaïque / éolien) a une grande capacité et peut être chargée et déchargée pendant longtemps. Si la température est trop élevée, la capacité se décompose rapidement. Les plaques de refroidissement peuvent assurer le fonctionnement stable à long terme du système de stockage d'énergie;
Les batteries industrielles à haute puissance, telles que celles utilisées dans les chariots élévateurs et les robots AGV, génèrent une grande quantité de chaleur grâce à une charge rapide et à la décharge fréquentes. La plaque de refroidissement peut empêcher la batterie de s'arrêter fréquemment en raison de la surchauffe et d'améliorer l'efficacité du fonctionnement de l'équipement.
