Chladič batérií s vzduchovým chladením je špecializované zariadenie, ktoré zabezpečuje chladenie batériových systémov za účelom dosiahnutia optimálneho teplotného výkonu z hľadiska bezpečnosti, výkonu a životnosti batérie. Keďže batérie, ako napríklad batérie v elektrických vozidlách, systémoch na ukladanie energie alebo priemyselných batériových balíkoch, počas nabíjania a vybíjania generujú teplo, nadmerné zahriatie predstavuje bezpečnostné riziko. Chladič batérií s vzduchovým chladením ponúka jedinečné výhody z hľadiska inštalácie, údržby a prispôsobenia sa podmienkam prostredia, pretože nevyžaduje cirkuláciu vody, ako je to pri chladičoch s vodným chladením. Zvyšujúci sa dopyt po efektívnom chladení batérií si vyžiadal odpoveď na otázku: „Prečo je chladič batérií s vzduchovým chladením najlepšou voľbou?“
Podnikatelia a inžinieri v energetickom a automobilovom odvetví budú mať prospech z pochopenia kľúčových výhod batériového chladiča s vetraním. V porovnaní s vodou chladenými chladičmi a systémami s prirodzenou konvekciou batériový chladič s vetraním nevyžaduje vodné systémy. To ho robí lacnejším a efektívnejším.
Chladič batérie s vzduchovým chladením nepotrebuje vodovodné rúry, čerpadlá ani prístup k vode. To minimalizuje riziko úniku, čo je dôležité pre batérie. Únik vody môže spôsobiť skrat alebo zničiť batériu. Vzduchom chladené chladiče batérií môžu pracovať v širokom spektre prostredí. Môžu pracovať pri okolitej teplote od -10 °C do 45 °C. Keďže tento rozsah nezahŕňa mrazivé teploty, tieto chladiče môžu byť použité vonku v odľahlých oblastiach, kde nie je potrebné riešiť otázku vody, a môžu sa využiť na energetické úložisko mimo elektrickej siete. Tieto chladiče batérií majú nižšie nároky na údržbu v porovnaní s inými chladičmi batérií. Nemajú systémy na filtráciu vody ani výmenníky tepla a vyžadujú iba kontrolu a údržbu vzduchových a ventilátorových filtrov. Tieto výhody výrazne zjednodušujú inštaláciu vzduchom chladených chladičov batérií a robia ich cenovo efektívnymi pre aplikácie chladenia batérií.
Chladič batérie s vzduchovým chladením je nevyhnutnou súčasťou systémov chladenia batérií. Reguluje teplotu a objem, aby udržal optimálny výkon batérie. Konkrétne zabraňuje prehriatiu. Relatívne vysoká teplota znižuje výkon batériových systémov, najmä batérií s iónmi lítia, ktoré fungujú najlepšie medzi 20 °C a 35 °C.
Chladiče batérií s vzduchovým chladením využívajú inteligentné monitorovanie teploty a nastaviteľnú rýchlosť otáčania ventilátorov na udržiavanie predvoleného rozsahu teplôt a na zabránenie prehriatiu. Toto prehriatie spôsobuje zníženie kapacity úložiska batérie a môže viesť k podmienkam termického uvoľnenia. Po druhé, chladiče batérií s vzduchovým chladením zabezpečujú rovnomerné rozloženie tepla. Na rozdiel od prirodzeného prúdenia, ktoré môže v batériovej sade vytvárať horúce miesta, chladiče batérií so vzduchovým chladením zabezpečujú rovnomerný prietok vzduchu ku všetkým článkom batérie. Žiadnemu článku batérie sa neumožní „prehriať“ nadmerným teplom. Po tretie, chladiče batérií so vzduchovým chladením posilňujú dynamické zmeny v chladiacom systéme. Pri rýchlom nabíjaní elektrických vozidiel sa zaťaženie batérie mení rýchlo a chladiče batérií so vzduchovým chladením automaticky zmenia chladiacu kapacitu v reálnom čase, aby vyrovnali teplo, ktoré batéria produkuje, a zabránili nadmernému alebo nedostatočnému chladeniu. Toto dynamické riadenie nielen chráni batériu pred potenciálnym poškodením, ale tiež minimalizuje spotrebu energie chladiča.
V súčasnosti existuje viacero scénárov, pri ktorých chladič batérií s vzduchovým chladením zachováva flexibilitu a spoľahlivosť. Prvým z týchto scénárov sú elektrické vozidlá (EV) a hybridné elektrické vozidlá (HEV). V elektrických vozidlách chladič batérií s vzduchovým chladením ochladzuje trakčnú batériu počas jazdy na vysokej rýchlosti alebo rýchleho nabíjania, aby sa predišlo degradácii výkonu a predĺžila životnosť batérie.
Vďaka svojmu kompaktnému dizajnu sa dokáže zmestiť do obmedzeného priestoru motorových priestorov vozidiel. Je tiež ideálny pre stacionárne systémy skladovania energie (ESS). ESS integrované so solárnymi alebo veternými elektrárňami často pracujú vonku a chladič batérií s vzduchovým chladením sa môže prispôsobiť vonkajšiemu počasiu, aby udržal batériový systém chladený pri skladovaní energie a jej uvoľňovaní počas stabilných, nestabilných alebo kolísavých období. Po tretie, ide o priemyselné aplikácie batérií. Chladič batérií s vzduchovým chladením zabezpečuje nepretržité chladenie počas náročných prevádzkových podmienok pre konštrukcie ako napríklad pre nosné vozíky, automatizované vedené vozidlá (AGV) alebo priemyselné záložné batériové balance a zníži tak prestoje spôsobené prehrievaním batérií. Ďalej sa používa v malých až stredne veľkých batériových skúšobniach, kde je potrebné simulovať prevádzkové podmienky batérie a testovať jej výkon za účelom overenia reálnych scenárov; riadenie teploty musí byť presné, aby bolo možné presne kontrolovať teplotu a tak simulovať reálne prevádzkové podmienky pri testovaní výkonu batérií.
Faktory, ktoré je potrebné zvážiť pre…
Existuje niekoľko dôležitých vecí, ktoré je potrebné zvážiť, aby sa zabezpečilo vyváženie potrebného chladenia. Najprv je kapacita chladenia, alebo chladiaca sila, najdôležitejšou vlastnosťou batériového vzduchom chladeného chladiča (kW), čo je jednotka merania, a mala by byť rovná tepelnému výkonu batériového systému. Buďte opatrní, príliš malá aj príliš veľká kapacita majú negatívne následky.
Na pochopenie potrebných chladiacich úsilia je nevyhnutné vypočítať maximálne množstvo tepla, ktoré batéria môže vygenerovať na základe jej kapacity, rýchlosti nabíjania a prevádzkového zaťaženia. Okrem toho je pri určitých scenároch rozhodujúca aj hluková záťaž, ktorú chladiaci systém spôsobuje. Napríklad vzduchom chladené chladiče batérií v záložných batériách dátových centier a v elektrických osobných vozidlách (EV) sú navrhnuté tak, aby pracovali pod 60 dB, čím sa zabráni hlukovej záťaži. Po tretie, ekonomické náklady sú funkciou energetickej účinnosti. Na dlhodobé úspory nákladov bude vyžadovaný vzduchom chladený chladič batérie, ktorý ponúka vysoký pomer energetickej účinnosti (EER) a/alebo sezónny pomer energetickej účinnosti (SEER), čo bude indikovať energetické úspory chladiča. Navyše bude potrebná komunikácia medzi vzduchom chladenými chladičmi batérií a systémami riadenia batérie (BMS). Táto komunikácia umožní BMS koordinovať premenné nastavenie teploty, čo bude výhodnou funkciou, keď BMS bude posielať chladiču v reálnom čase údaje o tvorbe tepla, na základe ktorých sa automaticky upravia chladiace úsilie.
Poďme diskutovať o prvom mýte, ktorý tvrdí: „batériový vzduchom chladený chladič je menej účinný ako vodou chladený chladič.“ Bežná predstava je, že voda je lepším chladiacom prostriedkom vzhľadom na jej vysokú účinnosť prenosu tepla. Pre potreby chladenia batérií, najmä pri malých a stredne veľkých batériových systémoch, je však účinnosť batériového vzduchom chladeného chladiča viac než dostatočná. Navyše úspora energie získaná tým, že nie sú spustené čerpadlá na vodu, kompenzuje malé rozdiely v účinnosti prenosu tepla. Druhý mýtus je: „batériový vzduchom chladený chladič nemôže pracovať v prostredí s vysokou teplotou.“ Súčasné batériové vzduchom chladené chladiče sú vybavené dielmi odolnými voči vysokým teplotám a premennou rýchlosťou ventilátorov, ktoré dokážu pracovať pri teplote až 45 °C, čo je ideálne pre horúce prostredia. Tretí mýtus je: „batériový vzduchom chladený chladič je náchylný na hromadenie prachu a nečistôt.“ Je pravdou, že vzduchom chladené systémy filtrovajú vzduch, no väčšina batériových vzduchom chladených chladičov má protiprašné, umývateľné vzduchové filtre a pravidelné čistenie filtrov (každé 1 až 3 mesiace) je dostatočné na udržanie výkonu.
Štvrtý mýtus tvrdí: „Chladič batérie s vzduchovým chladením je nákladnejší ako iné možnosti.“ Pravda je taká, že inštalácia a údržba chladičov batérií so vzduchovým chladením je lacnejšia, ak vyhodnotíte celkové náklady na vlastníctvo (TCO) na dlhodobé obdobie približne 5 – 10 rokov, keď sú chladiče batérií so vzduchovým chladením ekonomickejšie ako chladiče s vodným chladením.
Horúce správy
EN
