רקע כללי

טכנולוגיית פיזור תרמי של סוללה, הנקראת גם טכנולוגיית קירור, היא בעצם תהליך חילופי חום המפחית את הטמפרטורה הפנימית של הסוללה על ידי העברת חום מהסוללה לסביבה החיצונית דרך מצע קירור. היא משמשת כיום בקנה מידה גדול בסוללות משיכה , כמו גם סוללות אחסון אנרגיה, במיוחד אלו של מיכל ESS.סוללות Li-ion רגישות לטמפרטורה כמו זרזי תגובה כימית בשימוש בפועל.לכן מטרת פיזור החום היא לספק טמפרטורת עבודה מתאימה למצבר.כאשר הטמפרטורה של סוללת Li-ion גבוהה מדי, סדרה של תגובות לוואי כגון פירוק של סרט ממשק אלקטרוליט מוצק (סרט SEI) תתרחש בתוך הסוללה, מה שמשפיע מאוד על חיי הסוללהמחזור. עם זאת, כאשר הטמפרטורה נמוכה מדי, ביצועי הסוללה יזדקנו מהר יותר וקיים סיכון למשקעי ליתיום,איזהלהוביל ליכולת פריקה מופחתת במהירות ולביצועים מוגבלים באזורים קרים.מה'יותר מכך, הפרש הטמפרטורה בין התאים הבודדים במודול הוא גם גורם שאין להתעלם ממנו.הבדלי טמפרטורהמעברטווח מסוים יוביל לטעינה ופריקה פנימית לא מאוזנת, וכתוצאה מכך לסטייה בקיבולת.בנוסף, הפרש הטמפרטורות יוביל גם לעלייה בקצב ייצור החום של התאים בסמוך לנקודת הטעינה, מה שיוביל לכשל בסוללה.

נכון לעכשיו, על פי מדיום העברת החום, ישנן מערכות פיזור חום בוגרות יחסית כמוקריר אווירing, נוזל-קרירing, וקירור חומר שינוי פאזה.

אוויר מגניבingטֶכנוֹלוֹגִיָה

טכנולוגיית קירור אוויר היא השיטה הנפוצה ביותר לקירור סוללות.

בחלק מהמוצרים בקצב בינוני וגבוה, בגלל זרם הטעינה והפריקה הגבוהים, החום בתוך המודול לא יכול להתפזר במהירות וביעילות על ידי קירור טבעי בלבד, מכיוון שהוא יגרום בקלות להצטברות החום בפנים ומשפיע על חיי המחזור של התאים .לכן, שיטת קירור האוויר הכפוי מתאימה יותר לתרחיש היישום של מוצרי אחסון אנרגיה בקצב בינוני וגבוה.

טכנולוגיית קירור נוזלי

היתרון של טכנולוגיית קירור נוזלי הוא שקיבולת החום הספציפית והמוליכות התרמית של מדיום העברת החום גבוהים יותר, מה שיכול לפתור טוב יותר את הניהול התרמי של מערכת הסוללות מאשר קירור מקורר באוויר.נכון להיום, ישנם שני סוגים של מערכות קירור נוזלי: מגע ישיר ומגע עקיף, על סמך האם נוזל הקירור יכול ליצור קשר ישיר עם המצבר.

מערכת קירור נוזל במגע ישיר

מערכת קירור נוזל במגע עקיף

לקירור נוזלי יש אפקט פיזור חום טוב יותר מקירור אוויר, ותהליך החלפת החום ישיר, יעיל וסגור יותר.עם זאת, קירור נוזלי דורש ביצועי איטום גבוהים של המבנה ועלות ייצור גבוהה.אופטימיזציה של חומר לוחית הקירור, מיקום לוחית הקירור, בחירת נוזל קירור, צורת הצינור, צורת סידור הצינור ודברים אהובים יכולים לשפר את ביצועי פיזור החום.טכנולוגיית קירור נוזלים תהיה כיוון הפיתוח העיקרי של טכנולוגיית הקירור העתידית של סוללת אחסון אנרגיה.

שלבcלתלותmאוויריtטכנולוגיה

קירור אוויר וקירור נוזלים מסתמכים בעיקר על כוחות חיצוניים להנעה, בעוד שקירור חומר שינוי פאזה הוא דרך פסיבית לבקרת טמפרטורה, המתאימה לכמה תרחישים עם דרישות גבוהות לפיזור חום אך שטח סביבתי מוגבל.

סיכום

לימוד טכנולוגיית קירור הסוללה הוא נושא מורכב, בנוסף לעמידה במאפיינים של אפקט קירור מעולה, מבנה קומפקטי, בטיחות גבוהה וישימות אוניברסלית, אך גם צריך לשקול את הדרישות הכלכליות.בפרט, שוק אגירת האנרגיה הנוכחי פורח, לסוללת אגירת האנרגיה במיכל, בהשוואה לסוללות אחרות, יש דרגת סידור גבוהה וצפופה של הסוללה.במרחב המצומצם יש לו תנאי עבודה וסביבה מורכבים וקשים יותר, ואף צריך לעבוד ללא הפרעה.במיוחד לבעלי הניידות של מערכת אגירת אנרגיה במכולות, שצריכה להתאים את עצמה לסביבה החיצונית הקשה ביותר, ולכן לסוללה המשמשת במערכת אחסון אנרגיה במכולות דרישות הסתגלות גבוהות יותר על הסביבה הפנימית והחיצונית.בעתיד אנו זקוקים לטכנולוגיית קירור סוללה יעילה יותר, יציבה יותר, חסכונית יותר, קומפקטית יותר.