電気自動車バッテリーシステムの熱管理技術の現状
パワーバッテリーの放熱研究は、空気放熱、液体冷却放熱、固体相変化材料放熱、ヒートパイプ放熱に分けられます。 既存の主な放熱技術は主に前者の３つである。
空冷放熱システム
空冷放熱方式は空冷放熱方式とも呼ばれます。 空冷による放熱方式が最もシンプルです。 パワーバッテリーパックを冷却するという目的を達成するには、バッテリーの表面に空気を流してパワーバッテリーから発生する熱を奪うことだけが必要です。
空冷式には、換気対策の違いに応じて、自然対流放熱と強制換気放熱の2つの方法があります。
自然対流による放熱は、追加の外部強制換気手段 (ファンの追加など) に依存せず、温度変化によりバッテリー パック内の液体によって生成される空気流のみを使用して冷却し、熱を放散します。
強制対流冷却冷却システムは、自然対流冷却システムに対応する強制換気技術を加えた冷却システムです。
現在、動力電池用の空冷放熱システムには主に直列型と並列型の 2 種類があります。 しかしながら、この方法の効果は乏しく、電池の高温均一性を達成することが困難である。
液冷システム
パワーバッテリーの液冷放熱システムとは、冷媒がパワーバッテリーに直接または間接的に接触し、液状流体の循環を通じてバッテリーパックで発生した熱を奪い、放熱を実現する放熱システムを指します。 。
冷媒としては、水、水とエチレングリコールの混合物、鉱物油、R134aなどが使用できます。これらの冷媒は熱伝導率が高く、より良い放熱を実現できます。
現在のパワーバッテリーの液冷技術もかなり成熟した技術であり、電気自動車の放熱システムに広く使用されています。 たとえば、テスラのバッテリー パックは、水とエチレン グリコールの混合物による液体冷却方式を使用して熱を放散します。 BMW i3 は放熱に R134a を使用しています。
液冷システムでは、液体冷媒の漏れを防ぎ、バッテリーパック内のバッテリーセルの均一性を確保するために、より複雑で厳密な構造設計が必要となることが多く、液冷システムの複雑な構造により、システム全体の放熱もより困難になります。 非常に重いため、車両全体の重量が増加するだけでなく、車両全体への負担も大幅に増加します。同時に、その構造の複雑さと高いシール性能により、密閉性を高めるのは比較的困難です。液冷システムの保守・メンテナンスが必要となり、その分メンテナンスコストも増加します。
