Küresel enerji yapısının dönüşümü ve çevre koruma bilincinin gelişmesiyle birlikte elektrikli araçlar, otomotiv sektörünün önemli bir gelişim yönü haline geldi. Elektrikli araçların "kalbi" olan pillerin performansı ve ömrü, tüm aracın performansını ve güvenilirliğini doğrudan etkiliyor.
Bu bağlamda batarya termal yönetim sistemlerinin önemi giderek ön plana çıkmış ve etkili ısı dağıtma yöntemlerinden biri olan sıvı soğutma teknolojisi, elektrikli araçların performansını artırmada kilit teknolojilerden biri haline gelmiştir. Teknolojik ilerleme ve maliyet kontrolünün ikili zorluklarıyla karşı karşıyadır ve yavaş yavaş sektörde araştırmaların sıcak noktası haline gelmiştir.
Sıvı soğutma teknolojisi, pilin ürettiği ısıyı uzaklaştırmak ve böylece pilin uygun bir sıcaklık aralığında çalışmasını sağlamak için sıvı ortamın (su, etilen glikol çözeltisi vb.) sirkülasyonunu ifade eder. Bu teknoloji, yüksek performanslı elektrikli araçlarda özellikle önemlidir çünkü pil ömrünü etkili bir şekilde uzatabilir, enerji yoğunluğunu ve şarj verimliliğini artırabilir.
Geleneksel hava soğutma sistemleriyle karşılaştırıldığında, sıvı soğutma sistemleri daha yüksek ısı iletim verimliliği, daha küçük boyut ve ağırlık ve daha düşük gürültü gibi avantajlara sahiptir.
Sıvı soğutma sistemlerinin tasarımı ve üretimi, mühendislerin disiplinler arası bilgi ve becerilerin yanı sıra yeni malzemeler, yeni süreçler ve yeni teknolojiler hakkında derinlemesine bilgi sahibi olmalarını gerektiren kapsamlı bir projedir. İlgili birden fazla temel teknoloji aşağıdakileri içerir ancak bunlarla sınırlı değildir:
01 Akış kanalı tasarımı
Akış kanalı tasarımı, sıvı soğutma sisteminin temelini oluşturur ve soğutucunun akış özelliklerini ve ısı değişim verimliliğini doğrudan etkiler. Mühendisler, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD) simülasyon teknolojisini kullanarak akış kanalındaki soğutucu akışını simüle edebilir ve ısı değişim verimliliğini tahmin edip analiz edebilir. Yapısal topoloji optimizasyon yöntemiyle birleştirildiğinde, daha yüksek termal iletkenlik ve daha düşük akışkan direnci elde etmek için en uygun akış kanalı geometrisi bulunabilir.
02 Malzeme seçimi
Malzeme seçiminin sıvı soğutma sisteminin performansı üzerinde doğrudan etkisi vardır. Genellikle sıvı soğutma plakaları, ısıyı ısı kaynağından etkili bir şekilde iletebilen ve soğutucudan hızla uzaklaştırabilen, alüminyum veya bakır gibi yüksek ısı iletkenliğine sahip metal malzemeleri seçer. Ancak ısıl iletkenliğin yanı sıra malzemenin korozyon direnci ve mekanik mukavemeti de tasarımda dikkate alınması gereken faktörlerdir. Bu özellikler, sıvı soğutma sisteminin çeşitli çalışma ortamlarında uzun vadeli stabilite ve güvenilirliği koruyabilmesini sağlar.
03 Pompa ve Radyatör
Pompa ve radyatör, sıvı soğutma sisteminin "kalbi" ve "akciğerleridir". Birlikte soğutucunun dolaşımını ve ısının yayılmasını sağlarlar. Sıvı soğutma sisteminin "güç kaynağı" olarak pompa seçiminin anahtarı, verimliliği ve güvenilirliğinde yatmaktadır. Çeşitli çalışma koşullarında istikrarlı bir akış hızı sağlayabildiğinden emin olması gerekir. Radyatörün tasarımında, en iyi maliyet etkinliğine ulaşmak için ısı dağıtma performansını sağlarken maliyet etkinliğini de göz önünde bulundurmak gerekir.
04 Kontrol Stratejisi
Sıvı soğutma sisteminin etkin çalışması için kontrol stratejisi çok önemlidir. Hassas kontrol algoritmaları sayesinde, soğutucunun akış hızı ve radyatörün çalışma parametreleri, ısı kaynağının gerçek sıcaklığına ve çalışma durumuna göre dinamik olarak ayarlanabilir, böylece pilin veya diğer önemli bileşenlerin sıcaklığının sabit kalması sağlanır. Aşırı ısınmayı veya aşırı soğumayı önlemek için optimum çalışma aralığı.
05 Üretim Süreci
Üretim sürecinin ilerlemesi, sıvı soğutma sisteminin performansını ve güvenilirliğini doğrudan etkiler. 3D baskı teknolojisinin ve mikrokanal işleme teknolojisinin kullanılması, sıvı soğutma plakalarının hassas bir şekilde üretilmesini sağlayabilir. Bu teknolojiler akış kanalının boyutunu ve şeklini daha hassas hale getirerek tüm sistemin kompaktlığını ve ısı dağıtım verimliliğini artırır. Gelişmiş üretim süreçleri aynı zamanda üretim hatalarını azaltmaya ve ürün tutarlılığını ve güvenilirliğini artırmaya da yardımcı olur.
Şu anda, Porsche ve Audi gibi birçok üst düzey elektrikli araç markası sıvı soğutma sistemlerini benimsemeye başladı ve Tesla'nın Model S ve Model X'i, entegre soğutma plakaları ve soğutucu sirkülasyon sistemleri aracılığıyla verimli termal yönetim sağlayan sıvı soğutma batarya sistemlerini kullanıyor. pil paketinde.
