Avec la transformation de la structure énergétique mondiale et l'amélioration de la sensibilisation à la protection de l'environnement, les véhicules électriques sont devenus une direction de développement importante de l'industrie automobile. En tant que « cœur » des véhicules électriques, les performances et la durée de vie des batteries affectent directement les performances et la fiabilité de l’ensemble du véhicule.
Dans ce contexte, l’importance des systèmes de gestion thermique des batteries est devenue de plus en plus importante et la technologie de refroidissement liquide, en tant que méthode efficace de dissipation de la chaleur, est devenue l’une des technologies clés pour améliorer les performances des véhicules électriques. Face au double défi du progrès technologique et de la maîtrise des coûts, elle est progressivement devenue un haut lieu de la recherche dans l'industrie.
La technologie de refroidissement liquide fait référence à la circulation de fluides liquides (tels que l'eau, une solution d'éthylène glycol, etc.) pour éliminer la chaleur générée par la batterie, maintenant ainsi le fonctionnement de la batterie dans une plage de température appropriée. Cette technologie est particulièrement importante dans les véhicules électriques hautes performances car elle peut prolonger efficacement la durée de vie de la batterie, améliorer la densité énergétique et l’efficacité de la charge.
Par rapport aux systèmes de refroidissement par air traditionnels, les systèmes de refroidissement liquide présentent les avantages d'une efficacité de conduction thermique plus élevée, d'une taille et d'un poids plus petits et d'un bruit moindre.
La conception et la fabrication de systèmes de refroidissement liquide sont un projet complet qui nécessite des ingénieurs des connaissances et des compétences interdisciplinaires, ainsi qu'une compréhension approfondie des nouveaux matériaux, des nouveaux processus et des nouvelles technologies. Les multiples technologies clés impliquées comprennent, sans s'y limiter :
01 Conception du canal d'écoulement
La conception des canaux d'écoulement est au cœur du système de refroidissement liquide et affecte directement les caractéristiques d'écoulement et l'efficacité de l'échange thermique du liquide de refroidissement. En utilisant la technologie de simulation de dynamique des fluides computationnelle (CFD), les ingénieurs peuvent simuler l'écoulement du liquide de refroidissement dans le canal d'écoulement et prédire et analyser l'efficacité de l'échange thermique. En combinaison avec la méthode d'optimisation de la topologie structurelle, la géométrie optimale du canal d'écoulement peut être trouvée pour obtenir une conductivité thermique plus élevée et une résistance aux fluides plus faible.
02 Sélection des matériaux
Le choix des matériaux a un impact direct sur les performances du système de refroidissement liquide. Habituellement, les plaques de refroidissement liquide choisissent des matériaux métalliques à haute conductivité thermique, tels que l'aluminium ou le cuivre, qui peuvent efficacement conduire la chaleur de la source de chaleur et l'évacuer rapidement par le liquide de refroidissement. Cependant, outre la conductivité thermique, la résistance à la corrosion et la résistance mécanique du matériau sont également des facteurs à prendre en compte lors de la conception. Ces caractéristiques garantissent que le système de refroidissement liquide peut maintenir une stabilité et une fiabilité à long terme dans divers environnements de travail.
03 Pompe et Radiateur
La pompe et le radiateur sont le « cœur » et le « poumon » du système de refroidissement liquide. Ensemble, ils entretiennent la circulation du liquide de refroidissement et la dissipation de la chaleur. En tant que « source d'énergie » du système de refroidissement liquide, la clé du choix de la pompe réside dans son efficacité et sa fiabilité. Il doit garantir qu’il peut fournir un débit stable dans diverses conditions de travail. La conception du radiateur doit prendre en compte la rentabilité tout en garantissant des performances de dissipation thermique pour obtenir la meilleure rentabilité.
04 Stratégie de contrôle
La stratégie de contrôle est cruciale pour le fonctionnement efficace du système de refroidissement liquide. Grâce à des algorithmes de contrôle précis, le débit du liquide de refroidissement et les paramètres de fonctionnement du radiateur peuvent être ajustés dynamiquement en fonction de la température réelle et de l'état de fonctionnement de la source de chaleur, garantissant ainsi que la température de la batterie ou d'autres composants clés est stable dans la plage de travail optimale pour éviter la surchauffe ou le refroidissement excessif.
05 Processus de fabrication
L'avancement du processus de fabrication affecte directement les performances et la fiabilité du système de refroidissement liquide. L'utilisation de la technologie d'impression 3D et de la technologie de traitement par microcanaux peut permettre une fabrication de précision de plaques de refroidissement liquide. Ces technologies rendent la taille et la forme du canal d'écoulement plus précises, améliorant ainsi la compacité et l'efficacité de dissipation thermique de l'ensemble du système. Dans le même temps, les processus de fabrication avancés contribuent également à réduire les défauts de fabrication et à améliorer la cohérence et la fiabilité des produits.
À l'heure actuelle, de nombreuses marques de véhicules électriques haut de gamme ont commencé à adopter des systèmes de refroidissement liquide, comme Porsche et Audi, et les Model S et Model X de Tesla utilisent des systèmes de batterie à refroidissement liquide, qui permettent une gestion thermique efficace grâce à des plaques de refroidissement et des systèmes de circulation du liquide de refroidissement intégrés. dans le bloc-batterie.
