Miksi käyttää nestemäistä jäähdytystä korkeajännitteisissä akkujärjestelmissä?

Kun akkujen jännite ja tehotuotto kasvavat, lämmönhallinta muodostuu yhdeksi tärkeimmistä haasteista akkujärjestelmien suunnittelussa. Siksi nestemäinen jäähdytys korvaa nopeasti perinteisen ilmajäähdytyksen nykyaikaisissa korkeajännitteisissä akkujärjestelmissä.

Korkeajännitteisten akkujärjestelmien lämmönhallintahaaste

Korkeajännitteiset akkujärjestelmät toimivat tyypillisesti jännitteellä 400–1000 V tai enemmän ja tuottavat suuria määriä tehoa raskaille sähkökäyttöisille sovelluksille.

Latauksen ja purkamisen aikana akkukennot tuottavat lämpöä sisäisen vastuksen vuoksi. Korkeatehoisissa käyttöolosuhteissa – kuten pikalatauksessa, nousussa, raskaassa kuormitustilanteessa tai jatkuvassa korkeavirtaisessa purkautumisessa – lämmön tuotto kasvaa merkittävästi.

Jos lämpötilaa ei säädä asianmukaisesti, se voi johtaa seuraaviin seurauksiin:
Akun tehokkuuden alenemiseen
Akun ikääntymisen kiihtymiseen
Kierrosluokan lyhenemiseen
Tehonrajoitukseen
Kennojen epätasaisuuteen
Turvallisuusriskit ja lämpötilan karkaaminen

Tästä syystä lämmönhallinta ei ole enää valinnainen toiminto korkeajännitteisissä akkujärjestelmissä – se on välttämätöntä.

Nestejäähdytyksen edut korkeajännitteisissä akkujärjestelmissä

Nestejäähdytys käyttää jäähdytysnesteen kiertokanavia, jäähdytyslevyjä, pumppuja ja lämmönvaihtimia suoraan akkumoduulien lämmön poistamiseen.

Vertailtaessa ilmajäähdytykseen nestejäähdytys tarjoaa merkittäviä etuja.

1. Korkeampi jäähdytystehokkuus

Nesteen lämmönjohtavuus on paljon suurempi kuin ilman, mikä mahdollistaa tehokkaamman lämmön absorboinnin ja siirron.

2. Parempi lämpötilatasa-arvoisuus

Yksi nestejäähdytyksen suurimmista eduista on tasaisen lämpötilan ylläpitäminen kaikissa akkukeloissa.

Hyvin suunniteltu nestejäähdytysjärjestelmä voi huomattavasti vähentää lämpötilaeroja moduulien välillä, mikä auttaa akkupakkausta toimimaan turvallisemmin ja tehokkaammin.

3. Parannettu akkujen turvallisuus

Lämpötilan äkillinen nousu on yksi suurimmista huolenaiheista litiumakkujärjestelmissä. Nestemäinen jäähdytys vähentää tätä riskiä poistamalla ylikuumenemisen aiheuttavan ylimääräisen lämmön nopeasti ja estämällä paikallista ylikuumenemista.

4. Pidempi akkujen käyttöikä

Korkeat lämpötilat kiihdyttävät akkujen rappeutumista. Akkukennon säilyttäminen optimaalisessa lämpötila-alueessa vähentää kapasiteetin heikkenemistä, hidastaa sisäistä ikääntymistä ja parantaa kiertokäyttöikää.

Tämä tekee niistä ideaalisia ratkaisuja maanteiden ulkopuoliseen ja teolliseen sähköistämiseen.

Tänään nestemäisesti jäähdytettyjä korkeajännitteisiä akkujärjestelmiä käytetään laajalti seuraavissa sovelluksissa:
Sähköiset rakennuskoneet
Kaivostyöntekijät
Maatalouslaitteisto
Sähköbussit ja kaupallisesti käytetyt ajoneuvot
Merellinen