为了理解对更有效冷却方法的需求,检查当前技术的局限性很重要。市场上许多第一批电动汽车最初采用了空气冷却方法,但这些类型的系统在帮助减轻快速充电产生的过多热量方面很快表现出有限的有效性。这不仅对电池本身构成了威胁,也是电动汽车广泛采用的根本障碍。电池必须与快速充电兼容以满足消费者的需求。
向水-乙二醇冷却系统的迁移很快。这些系统广泛采用了用于减轻现代内燃机过热的技术。在这里,一系列管子中充满了冷却水-乙二醇溶液。这些管子环绕电池组,目的是将电池温度保持在20°C至32°C的最佳范围内。事实证明,水-乙二醇冷却比空气冷却更有效,可以加快充电速度,并有助于延长电池寿命。
水-乙二醇系统已经证明了其自身的缺点;然而,因为它们充满了水溶液,系统不能与电池直接接触。如果水碰到电池或其他电子设备,系统中的任何泄漏都会导致潜在的安全问题。出于这些原因,许多电动汽车原始设备制造商发现他们正在寻找有效的替代品,其中一个显示出巨大潜力的解决方案是浸没式冷却。
浸没冷却及其优点
沉浸式冷却系统尚未投入商业生产,但多家原始设备制造商正在积极探索在其电动汽车设计中部署此类系统。
什么是浸入式冷却?在这种设置中,电池浸没在介电流体中,与水-乙二醇系统相比,能够实现更直接的冷却方法。不需要复杂的管道系统,因为电介质流体与电池直接接触。高速电池充电模拟显示了浸入式冷却系统和水-乙二醇系统之间的差异,并展示了许多优势,包括:
更强的高速充电能力。与水-乙二醇系统相比,浸入式冷却将电池组的寿命延长了8%。同时,浸没冷却在控制峰值和平均温度方面更有效。最后,浸入式冷却比水基系统降低了5%的电池峰值温度,并使电池组温度更加均匀。
安全优势
浸入式冷却消除了电池意外进水的风险,因为电介质流体已经完全包围了电池,不会造成电气不兼容的风险。此外,如果特定电池单元发生灾难性故障,周围的电介质流体有助于防止一个电池单元的热量扩散到整个电池组——这将有助于防止附近的其他电池单元发生热失控。
这种测试已经可靠地证明了其优于水-乙二醇系统的功效和优势,我们预计随着电动汽车市场的不断成熟,它将获得巨大的吸引力。