Kā litija akumulatoru alumīnija korpusi uzlabo siltuma pārvaldību, lai nodrošinātu ilgstošu{0}}akumulatoru darbību

Tā kā globālā jaunā enerģētikas nozare kļūst arvien straujāka,{0}}elektrotransportlīdzekļiem (EV) un enerģijas uzglabāšanas sistēmām (ESS) kļūstot par plaši izplatītu,-vienam kritiskam faktoram, kas nosaka akumulatora veiktspēju un kalpošanas laiku, bieži vien ir galvenā uzmanība: siltuma pārvaldība. Litija-jonu akumulatori, kas ir modernu jaunu enerģijas ierīču mugurkauls, ir ļoti jutīgi pret temperatūru: darbība virs 45 grādiem vai zemāka par -20 grādiem var samazināt to cikla kalpošanas laiku par 30–50%, palielināt drošības riskus (piemēram, termisku izplūdi) un laika gaitā pasliktināt enerģijas blīvumu. Lai gan dzesēšanas ventilatoriem, siltuma izlietnēm un termiskās saskarnes materiāliem ir nozīme siltuma pārvaldībā, litija akumulatora alumīnija korpuss{10}}attālākais akumulatora “aizsargs” ir kļuvis par neapdziedātu varoni. Vairāk nekā tikai strukturāls apvalks, tas darbojas kā pasīvs siltuma regulators, kas efektīvi izkliedē siltumu, saglabā optimālu temperatūru un aizsargā akumulatora elementus.

Dzīves ilguma samazināšanās:Katrs akumulatora darbības temperatūras paaugstinājums par 10 grādiem (virs 25 grādiem) var uz pusi samazināt akumulatora darbības laiku. Piemēram, tipisks EV akumulators ar 1500{11}}ciklu ilgumu 25 grādu temperatūrā var izturēt tikai 750 ciklus, ja tas pastāvīgi darbojas 35 grādu temperatūrā. Slikta siltuma pārvaldība pārvērš 8 gadu akumulatora darbības laiku tikai par 4 gadiem, kas patērētājiem un operatoriem maksā tūkstošiem nomaiņas izmaksām.
Drošības riski: pārkaršana ir galvenais litija bateriju termiskās noplūdes cēlonis, kas var izraisīt ugunsgrēkus vai sprādzienus. 2023. gadā ASV Nacionālā autoceļu satiksmes drošības administrācija (NHHTSA) ziņoja par vairāk nekā 200 elektrostaciju ugunsgrēka gadījumiem, kas saistīti ar nepietiekamu akumulatora dzesēšanu, un daudzi no tiem ir saistīti ar neefektīvu siltuma izkliedi no akumulatoru korpusiem.
Veiktspējas zudums:Augsta temperatūra samazina akumulatora spēju uzglabāt un piegādāt enerģiju. EV akumulators, kas darbojas 50 grādu temperatūrā, var zaudēt 15–20% no sava diapazona, savukārt mājokļa enerģijas uzglabāšanas akumulators tajā pašā temperatūrā var nedarbināt māju pīķa pārtraukumu laikā. Aukstā temperatūra ir vienlīdz problemātiska, palēninot uzlādes ātrumu un ierobežojot enerģijas izvadi.

Izcila siltumvadītspēja:Alumīnija akumulatora korpusa siltumvadītspēja ir 205 W/(m·K), kas ir daudz augstāka nekā tērauda (50 W/(m·K)) un plastmasas (0,2–0,5 W/(m·K)). Tas nozīmē, ka alumīnija korpusi var pārnest siltumu no akumulatora elementiem uz ārējo vidi līdz pat 4 reizēm ātrāk nekā tērauds un 400 reizes ātrāk nekā plastmasa.

Vienmērīga siltuma sadale:Atšķirībā no tērauda (kuram ir nevienmērīga siltuma pārnese kristāliskās struktūras dēļ) un plastmasas (kas aiztur siltumu karstajos punktos), Battery Shell vienmērīgi sadala siltumu pa virsmu. Tas novērš "karsto punktu veidošanos"-lokalizētos ekstremālās temperatūras apgabalos, kas paātrina šūnu degradāciju. Laboratorijas pārbaudēs elektrisko automobiļu akumulatoru korpusu akumulatori uzrādīja tikai 3–5 grādu temperatūras svārstības starp elementiem, salīdzinot ar 8–12 grādiem tēraudam un 15–20 grādiem plastmasai.

Dubultā termiskā regulēšana:Alumīnija akumulatora korpuss ne tikai izkliedē siltumu,{0}}bet arī saglabā siltumu aukstā vidē. Tā zemā īpatnējā siltumietilpība (0,91 J/(g·K)) ļauj tam absorbēt un saglabāt siltumu no akumulatora normālas darbības, saglabājot šūnas virs kritiskā -20 grādu sliekšņa aukstā klimatā. EV tādos reģionos kā Kanāda vai Ziemeļeiropa tas nozīmē ātrāku uzlādi ziemā un nezaudējot diapazonu aukstuma izraisītu veiktspējas kritumu dēļ.

Plānas-sienu, bet augstas{1}}izturības struktūras:Mūsdienu litija akumulatoru alumīnija korpusos tiek izmantoti 6061 vai 6063 alumīnija sakausējumi, kas ļauj veidot plānas sienas (0,8–1,2 mm), vienlaikus saglabājot stiepes izturību 260 MPa+.. Plānās sienas samazina termisko pretestību-siltumam nav jāpārvietojas cauri biezam materiālam, lai izplūstu-, savukārt augsta izturība nodrošina elektrisko bateriju elektrisko un kritisko triecienizturību.

Integrēti siltuma izkliedes kanāli:Daudzu akumulatoru apvalku iekšējā vai ārējā virsmā ir iegravēti ar lāzeru{0}}mikro-kanāli (0,5–1,0 mm plati). Šie kanāli darbojas kā "siltuma lielceļi", novirzot lieko siltumu no šūnu virsmām uz korpusa ārpusi. Lieljaudas -ESS akumulatoros (izmanto datu centros vai tīkla krātuvēs) šie kanāli maksimālās darbības laikā var samazināt iekšējo temperatūru par 8–10 grādiem.​

Termiskā interfeisa saderība:Akumulatora alumīnija korpusi ir paredzēti, lai nevainojami darbotos ar termiskās saskarnes materiāliem, piemēram, grafīta spilventiņiem vai termisko smērvielu. Atšķirībā no plastmasas, Power Battery Cover Plate gludā virsma (Ra mazāka vai vienāda ar 0,8 μm) nodrošina pilnīgu kontaktu ar TIM, novēršot gaisa kabatas, kas bloķē siltuma pārnesi.

Pasīvās dzesēšanas uzlabošana:EV akumulatoriem Power Battery Cover Plates bieži tiek savienotas pārī ar šķidruma dzesēšanas cilpām vai siltuma izlietnēm,{0}}taču tās darbojas kā pasīvais dzesētājs. Battery Shell lielais virsmas laukums (optimizēts katram akumulatora izmēram) palielina siltuma iedarbību uz gaisu, savukārt tā vieglais dizains (par 40% vieglāks nekā tērauds) nepalielina papildu svaru, kas kavētu transportlīdzekļa efektivitāti.

EV pieteikums:Vadošais Ķīnas elektromobiļu ražotājs savā A-klases sedanā nomainīja tērauda akumulatoru korpusus ar mūsu litija prizmatisko elementu alumīnija apvalku. Pēc 2 gadu testēšanas reālajā pasaulē EV uzrādīja tikai 8% akumulatora jaudas samazināšanos, salīdzinot ar 15% modeļiem ar tērauda akumulatoru apvalkiem. Autovadītāji arī ziņoja, ka vasaras diapazons nav samazinājies (pat 38 grādu karstumā) un ziemas uzlāde ir par 10% ātrāka.​

Enerģijas uzglabāšanas pielietojums:Eiropas ESS nodrošinātājs izmantoja mūsu jaunās enerģijas alumīnija akumulatoru korpusus 500 kWh tīkla uzglabāšanas sistēmā. 18 mēnešu laikā sistēma uzturēja vidējo darba temperatūru 32 grādos (ļoti zem 45 grādu sliekšņa), un akumulatora darbības laiks tika pagarināts par 40%, salīdzinot ar pakalpojumu sniedzēja iepriekšējām plastmasas{6} apvalku sistēmām. Tas 5 gadu laikā samazināja nomaiņas izmaksas par 20 000 eiro vienai sistēmai

Sadzīves elektronikas lietojumprogramma:Vispasaules viedtālruņu zīmols ir ieviesis miniatūrus pielāgotus prizmatisku bateriju elementu apvalkus bezvadu austiņu baterijām. EV Car Battery Shells izkliedēja siltumu no ātras uzlādes (10 minūšu pilna uzlāde) tik efektīvi, ka austiņu akumulatora darbības laiks palielinājās no 2 gadiem līdz 3 gadiem, samazinot klientu sūdzības par akumulatora noārdīšanos par 60%.