Wat is verkoelingstelsel?
Vraag van James Wong, Fremont, Kalifornië.
Ek werk by die ou GM-Toyota NUMMI-aanleg hier en ons het net gehoor ons gaan eendag 'n elektriese motor bou. Mense bly praat oor batteryverkoeling. Wat is die ware storie?
Beantwoord deur Richard Flagan, Professor in Chemiese Ingenieurswese en Omgewingsingenieurswese, Caltech.
(Ek doen meestal aërosolwerk, maar ek is die afgelope tyd by 'n paar batteryprojekte by JPL en die motormaatskappye ingesleep.)
'n Litium-ioonpak maak 'n verbasende hoeveelheid hitte wanneer jy dit druk. ’n Pak van 60 kWh teen 3C-lading kan 15–20 kW hitte stort. Dit is 'n klein ruimteverwarmer wat binne die vloer van die motor loop. Los dit uit en die middelste selle slaan 60 grade terwyl jy nog probeer om by 80% lading te kom. Die lewe daal vinnig bo 45 grade, so jy moet die hitte uittrek.
Die meeste pakke gebruik nou plat aluminium koue plate van ongeveer 4–6 mm dik met 'n gestempelde kanaal binne. Jy skuif een bord tussen elke twee modules of onder elke ry sakke. Die plaat is gevul met 'n dun laag termiese pasta teen die selbodems. GM se Ultium-plate is so. Tesla het vroeër 'n ronde buis onder die 18650's en 2170's in 'n sigsag gewikkel -lyk soos spaghetti, werk goed, maar dit is 'n pyn om aanmekaar te sit. Die nuwe 4680-pak in Texas het na 'n wyer gevoude lint gegaan in plaas van 'n ronde buis. Makliker om te sweis.
Koelmiddel is byna altyd 50/50 water-glikol met die gewone inhibeerders. Sommige prototipe renmotors gebruik suiwer glikol of selfs silikoonolie, maar niemand stuur dit aan kliënte nie. Vloei is gewoonlik 10–20 liter per minuut vir 'n groot pak. Die pomp is 'n klein 400 W-borsellose ding wat op 12 V werk. Dit leef onder die enjinkap of in die rug.
Die verkoeler sit voor die lugversorger-kondensor. Met snelwegspoed kry jy baie lug, maar as jy by 'n Supercharger sit op 'n 110 grade F-dag in Barstow, moet die elektriese waaier hard trek. Dit is hoekom Tesla 'n paar jaar gelede die klein seekatklep bygevoeg het-laat die verkoeler koue koelmiddel uit die kajuit-lugversorgingslus leen wanneer dit regtig warm is.
Temperatuurverspreiding is die moordenaar. As die koelste sel 25 grade is en die warmste is 40 grade, verloor jy miskien 15–20 % van die pakkie se sikluslewe. Die inlaatspruitstuk moet dus vloei eweredig verdeel. Sommige maatskappye masjien klein openinge in elke tak. Ander maak net die kanale lank en skraal sodat drukval gelyke vloei dwing. BYD se lemselpak laat die koelmiddel langs die lang rand van die sel loop in plaas van die onderkant -eis beter eenvormigheid.
Koue weer is die deel waaroor niemand in 1999 gepraat het nie. Onder ongeveer 0 grade kan jy nie vinnig laai nie of jy plaat litiummetaal en maak die sel dood. So dieselfde lus wat afkoel moet nou verhit word. ’n 3–5 kW PTC-verwarmer sit in die reservoir of reg na die pomp. Die BMS hou selspannings dop soos 'n valk tydens voorverhitting.
Druk is gewoonlik 1-1,5 bar meter. Hou die kookpunt op rondom 115–120 grade sodat jy nooit stoomsakke kry as 'n sel besluit om eksotermies te gaan nie.
Ons het verlede jaar 'n 30-sel-module op die bank uitgevoer by JPL. Met afkoeling het dit binne agt minute van 25 grade na 65 grade gegaan by 200 A ontlading. Skakel die pomp aan teen 12 L/min en dit het by 38 grade gaan staan. Agt minute teenoor nooit - daarom het elke ernstige pak nou vloeistofverkoeling.
Dit is die basiese prentjie. Die besonderhede verander elke modeljaar, maar die fisika nie.
