Thermisch beheersysteem met vloeistofkoeling elimineert temperatuurgradiënten om de levensduur van de lithium-ionbatterij te verlengen

De verborgen bedreiging: temperatuurinconsistentie tussen batterijcellen

Nu de opwarming van de aarde, energietekorten en milieuvervuiling toenemen, zijn elektrische voertuigen een aantrekkelijk alternatief geworden voor conventionele auto’s. Tijdens EV-gebruik, vooral tijdens het accelereren en klimmen, stijgt de batterijstroom echter snel, waardoor er aanzienlijke hitte ontstaat. Hoewel te hoge temperaturen een bekende bedreiging vormen voor de prestaties en veiligheid van batterijen, is een minder zichtbare maar even gevaarlijke factor de temperatuurinconsistentie tussen de batterijcellen.

Wanneer verschillende cellen in een batterijpakket bij verschillende temperaturen werken, lopen hun degradatiesnelheden uiteen. Sommige cellen verouderen sneller dan andere, waardoor de totale pakcapaciteit afneemt, de levensduur van het systeem wordt verkort en potentiële veiligheidsrisico's ontstaan. Lage temperaturen hebben ook een negatieve invloed op de laad- en ontlaadefficiëntie. Om de prestaties, levensduur en veiligheid van de lithium-ionbatterij onder complexe en variabele rijomstandigheden te garanderen, moet een thermisch beheersysteem niet alleen optimale temperaturen handhaven, maar ook temperatuuruniformiteit.

Om aan deze cruciale eis te voldoen, heeft het technische team van Tenglong Automotive een thermisch beheersysteem met vloeistofkoeling ontwikkeld dat speciaal is ontworpen voor lithium-ionbatterijpakketten voor elektrische voertuigen.

Engineering Excellence: Intelligente regeling met focus op temperatuuruniformiteit

Het RD13-project introduceert een geavanceerde architectuur voor vloeistofkoeling met uitgebreide monitoring- en controlemogelijkheden:

▸ Geïntegreerd microcontrollernetwerk: een centrale microcontroller wordt via draden aangesloten op de boordvoeding van het voertuig, luchtdempers, frequentieregelaars en temperatuursensoren. De frequentieregelaars besturen zowel de ventilatoren als de circulatiepompen, waardoor een nauwkeurige aanpassing van het koelvermogen mogelijk is op basis van realtime omstandigheden.

▸ Gebruikersinterface en veiligheidsvoorzieningen: De microcontroller is gekoppeld aan een beeldscherm, waarschuwingsmodule, parameterinstellingsmodule, gegevensvergelijkingsmodule en gegevensopslagmodule, waardoor operators volledig zicht en controle krijgen over het thermische beheersysteem.

▸ Geoptimaliseerde thermische interface: een koelplaat bevindt zich onder de krachtige batterijmodule. Tussen de onderkant van de batterijmodule en de koelplaat is een thermisch geleidend kussen geplaatst om uitstekend contact te garanderen en de efficiëntie van de warmteoverdracht te maximaliseren.

▸ Serie-parallelle stroomconfiguratie: het koelcircuit is ontworpen met behulp van een combinatie van serie- en parallelle verbindingen, geoptimaliseerd om te voldoen aan de vereisten voor ruimtelijke indeling, terwijl de uniforme verdeling van het koelmiddel over alle batterijcellen behouden blijft.

Belangrijke innovaties voor de levensduur van de batterij

▸ Energiebesparing met variabele frequentie: het systeem past het vermogen van de ventilator en de waterpomp aan op basis van de gedetecteerde temperatuurniveaus, waardoor het energieverbruik tijdens normaal gebruik aanzienlijk wordt verminderd.

▸ Eliminatie van temperatuurgradiënten: Door te zorgen voor een uniforme temperatuurverdeling over het accupakket, minimaliseert het systeem de temperatuurverschillen tussen cellen die zich op verschillende posities bevinden. Dit zorgt ervoor dat alle cellen in vrijwel gelijke mate verouderen, waardoor de totale levensduur van het batterijsysteem aanzienlijk wordt verlengd.

▸ Strategie voor gefaseerde koeling: een aanpak voor gefaseerde koeling vermindert de temperatuurverschillen in de batterijmodule en versnelt de koelsnelheid. Dit dubbele voordeel zorgt voor optimale batterijprestaties, een lange levensduur en veiligheid onder de complexe en variabele rijomstandigheden waarmee elektrische voertuigen regelmatig te maken krijgen.

Bewezen resultaten en intellectueel eigendom

Het project vertegenwoordigt de succesvolle implementatie van een nationaal uitvindingsoctrooi: "Een batterijkoelsysteem voor nieuwe energievoertuigen" (patent nr. ZL201810502762.X). Het gepatenteerde ontwerp omvat een beschermende behuizing, strategisch geplaatste ventilatieopeningen met stofschermen en dempers, ventilatoren voor geforceerde convectie, warmtegeleidende platen loodrecht op de behuizingswanden gemonteerd en geïntegreerde temperatuursensoren voor realtime monitoring.

De eindevaluatiecommissie bevestigde dat het systeem met succes is toegepast op de productlijn van het bedrijf voor spuitvoertuigen, waar het batterijprestaties, een lange levensduur en veiligheid garandeert onder complexe bedrijfsomstandigheden. Het product heeft commerciële verkopen gerealiseerd en een positief economisch rendement opgeleverd.

Toewijding aan nauwkeurig thermisch beheer

Het RD13-project versterkt de inzet van Xiangyang Tenglong Automotive voor geavanceerde batterijbescherming door middel van nauwkeurige thermische controle. Door dit vloeistofkoelsysteem voor thermisch beheer te integreren in ons voertuigassortiment – ​​inclusief spuitvoertuigen, bussen en logistieke voertuigen – zorgen we ervoor dat elke batterijcel op optimale temperatuur werkt, gelijkmatig veroudert en een maximale levensduur levert, waardoor onze klanten veilige, betrouwbare en duurzame elektrische voertuigen krijgen.

RD13-projectvoorstel voor het ontwerp van een thermisch beheersysteem voor vloeistofkoeling voor lithium-ionbatterijen voor elektrische voertuigen