מודול חבילת סוללות הליתיום מורכב בעיקר מסוללות וממונומרים של קירור ופיזור חום משולבים בחופשיות. הקשר בין השניים משלים זה את זה. הסוללה אחראית להפעלת רכב האנרגיה החדש, ויחידת הקירור יכולה להתמודד עם החום שנוצר על ידי הסוללה במהלך הפעולה. לשיטות פיזור חום שונות יש אמצעי פיזור חום שונים.
אם הטמפרטורה סביב הסוללה גבוהה מדי, חומרים אלה ישתמשו באטם סיליקון מוליך חום כנתיב ההולכה, ייכנסו בצורה חלקה לצינור הקירור, ולאחר מכן יספגו חום באמצעות מגע ישיר או עקיף עם הסוללה הבודדת. היתרון העיקרי של שיטה זו הוא שיש לה שטח מגע גדול עם תאי הסוללה והיא יכולה לספוג חום באופן שווה.
שיטת קירור האוויר היא גם שיטה נפוצה לקירור הסוללה.מחמם אוויר PTCכפי שהשם מרמז, שיטה זו משתמשת באוויר כמדיום קירור. מתכנני רכבי אנרגיה חדשים יתקינו מאווררי קירור ליד מודולי הסוללה. על מנת להגביר את זרימת האוויר, מוסיפים גם פתחי אוורור ליד מודולי הסוללה. סוללת הליתיום של רכב אנרגיה חדש, המושפעת מהסעת אוויר, יכולה לפזר חום במהירות ולשמור על טמפרטורה יציבה. היתרון של שיטה זו הוא שהיא גמישה, והיא יכולה לפזר חום באמצעות הסעה טבעית או באמצעות פיזור חום כפוי. אבל אם קיבולת הסוללה גבוהה מדי, ההשפעה של שיטת פיזור החום של קירור אוויר אינה טובה.
קירור אוורור מסוג קופסה הוא שיפור נוסף של שיטת קירור האוויר ופיזור החום. בנוסף לשליטה בטמפרטורה המקסימלית של חבילת הסוללה, הוא יכול גם לשלוט בטמפרטורה המינימלית של חבילת הסוללה, מה שמבטיח במידה רבה את פעולתה התקינה של הסוללה. עם זאת, שיטה זו מובילה לחוסר אחידות טמפרטורה בחבילת הסוללה, מה שהופך אותה למועדת לפיזור חום לא אחיד. קירור אוורור מסוג קופסה מחזק את מהירות הרוח של כניסת האוויר, מתאם את הטמפרטורה המקסימלית של חבילת הסוללה ושולט בהפרש הטמפרטורות העצום. עם זאת, עקב הפער הקטן של הסוללה העליונה בכניסת האוויר, זרימת הגז המתקבלת אינה עומדת בדרישות פיזור החום, וקצב הזרימה הכולל איטי מדי. אם הדברים נמשכים כך, החום המצטבר בחלק העליון של הסוללה בכניסת האוויר קשה לפזר. גם אם החלק העליון חתוך בשלב מאוחר יותר, הפרש הטמפרטורות בין חבילות הסוללות עדיין עולה על הטווח שנקבע מראש.
לשיטת קירור חומרי שינוי פאזה יש את התוכן הטכנולוגי הגבוה ביותר, מכיוון שחומר שינוי הפאזה יכול לספוג כמות גדולה של חום בהתאם לשינוי הטמפרטורה של הסוללה. היתרון הגדול של שיטה זו הוא שהיא צורכת פחות אנרגיה ויכולה לשלוט באופן סביר בטמפרטורת הסוללה. בהשוואה לשיטת קירור נוזלי, חומר שינוי הפאזה אינו קורוזיבי, מה שמפחית את זיהום המדיום לסוללה. עם זאת, לא כל חשמליות האנרגיה החדשות יכולות להשתמש בחומרי שינוי פאזה כמדיום קירור, אחרי הכל, עלות הייצור של חומרים כאלה גבוהה.
מבחינת היישום, קירור באמצעות הסעת סנפירים יכול לשלוט בטמפרטורה המקסימלית ובהפרש הטמפרטורות המקסימלי של חבילת הסוללה בטווח של 45°C עד 5°C. עם זאת, אם מהירות הרוח סביב חבילת הסוללה מגיעה לערך מוגדר מראש, אפקט הקירור של הסנפירים דרך מהירות הרוח אינו חזק, כך שהפרש הטמפרטורות של חבילת הסוללה משתנה מעט.
קירור צינור חום הוא שיטת פיזור חום חדשה שפותחה, שעדיין לא הוכנסה לשימוש רשמי. שיטה זו היא להתקין את המדיום העובד בצינור החום, כאשר טמפרטורת הסוללה עולה, היא יכולה לסחוט את החום דרך המדיום שבצינור.
ניתן לראות שלרוב שיטות פיזור החום יש מגבלות מסוימות. אם חוקרים רוצים לעשות עבודה טובה בפיזור החום של סוללות ליתיום, עליהם להגדיר התקני פיזור חום באופן ממוקד בהתאם למצב בפועל, על מנת למקסם את אפקט פיזור החום, וכך להבטיח שסוללת הליתיום תוכל לעבוד כרגיל.
✦הפתרון לכשל מערכת הקירור של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה
ראשית, חיי השירות והביצועים של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה עומדים ביחס ישר לחיי השירות והביצועים של סוללות ליתיום. חוקרים יכולים לעשות עבודה טובה בניהול תרמי בהתאם למאפייני סוללות הליתיום. מכיוון שמערכות פיזור החום בהן משתמשים כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה ממותגים ודגמים שונים שונות למדי, בעת אופטימיזציה של מערכת ניהול התרמי, על החוקרים לבחור שיטת פיזור חום סבירה בהתאם למאפייני הביצועים שלהן על מנת למקסם את אפקט מערכת פיזור החום של כלי רכב המונעים באנרגיה חדשה. לדוגמה, בעת שימוש בשיטת קירור נוזלית (מחמם נוזל קירור PTC), חוקרים יכולים להשתמש באתילן גליקול כמדיום פיזור חום עיקרי. עם זאת, על מנת לבטל את החסרונות של שיטות קירור נוזלי ופיזור חום, ולמנוע דליפה וזיהום של אתילן גליקול בסוללה, על החוקרים להשתמש בחומרי מעטפת שאינם מתכלים כחומר מגן לסוללות ליתיום. בנוסף, על החוקרים לבצע גם עבודה טובה של איטום כדי למזער את הסבירות לדליפת אתילן גליקול.
שנית, טווח הנסיעה של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה גדל, הקיבולת והעוצמה של סוללות ליתיום השתפרו מאוד, ויותר ויותר חום נוצר. אם ממשיכים להשתמש בשיטת פיזור החום המסורתית, אפקט פיזור החום יופחת משמעותית. לכן, על החוקרים לעמוד בקצב הזמן, לפתח כל הזמן טכנולוגיות חדשות ולבחור חומרים חדשים כדי לשפר את ביצועי מערכת הקירור. בנוסף, החוקרים יכולים לשלב מגוון שיטות פיזור חום כדי להרחיב את היתרונות של מערכת פיזור החום, כך שניתן יהיה לשלוט בטמפרטורה סביב סוללת הליתיום בטווח מתאים, מה שיכול לספק כוח בלתי נדלה לרכבי אנרגיה חדשים. לדוגמה, חוקרים יכולים לשלב שיטות קירור אוויר ופיזור חום על בסיס בחירת שיטות פיזור חום נוזליות. בדרך זו, שתיים או שלוש השיטות יכולות לפצות על חסרונותיהן של זו ולשפר ביעילות את ביצועי פיזור החום של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה.
לבסוף, על הנהג לבצע עבודה טובה בתחזוקה היומית של רכבי אנרגיה חדשים בעת נהיגה ברכב. לפני הנהיגה, יש צורך לבדוק את מצב הפעולה של הרכב והאם ישנן תקלות בטיחות. שיטת בדיקה זו יכולה להפחית את הסיכון לתקלות תנועה ולהבטיח בטיחות נהיגה. לאחר נהיגה ממושכת, על הנהג לשלוח את הרכב באופן קבוע לבדיקה כדי לבדוק האם ישנן בעיות פוטנציאליות במערכת בקרת ההנעה החשמלית ובמערכת פיזור החום בזמן כדי למנוע תאונות בטיחות במהלך נהיגה ברכבי אנרגיה חדשים. בנוסף, לפני רכישת רכב אנרגיה חדש, על הנהג לבצע עבודת חקירה טובה כדי להבין את מבנה מערכת ההנעה של סוללות הליתיום ומערכת פיזור החום של רכב האנרגיה החדש, ולנסות לבחור רכב עם מערכת פיזור חום טובה. מכיוון שלסוג זה של רכב יש חיי שירות ארוכים וביצועי רכב מעולים. יחד עם זאת, על הנהגים להבין גם ידע תחזוקה מסוים על מנת להתמודד עם תקלות מערכת פתאומיות ולהפחית הפסדים בזמן.
זמן פרסום: 25 ביוני 2023
