שתי דרכים שונות לפזר חום בחבילת סוללות

קירור אוויר, במונחים פשוטים, הוא שיטת פיזור חום המשתמשת בכוח רוח כדי לקרר את הסוללה. הוא משתמש באוויר בטמפרטורה נמוכה כמדיום ונשען על הסעת אוויר מסודר כדי להפחית את הטמפרטורה על פני תא הסוללה. בתהליך זה ניתן גם לשלוט ביעילות על הפרש הטמפרטורה בין הסוללות. באופן ספציפי, המאוורר בלוח הקדמי של החבילה ממלא תפקיד מפתח. הוא שואב אוויר עם חום על פני תא הסוללה לשקע האוויר, ובכך יוצר זרימת רוח פנימית. שיטת פיזור חום זו יכולה לענות על צרכיהם של ציוד מסוים במידה מסוימת, במיוחד את התרחישים שבהם דרישות פיזור החום אינן כה קפדניות.

עם זאת, לקירור האוויר יש גם את החסרונות הברורים שלה. השפעת פיזור החום שלה מושפעת מאוד מגורמים כמו טמפרטורת הסביבה ומחזור אוויר. כאשר טמפרטורת הסביבה גבוהה, קשה יותר להשיג אוויר בטמפרטורה נמוכה, ואפקט פיזור החום יופחת מאוד; אם זרימת האוויר אינה חלקה, לא ניתן לבצע חילופי חום ביעילות. לכן קירור אוויר אינו מתאים לציוד בעל עוצמה גבוהה וצפיפות גבוהה. מכשירים אלה יפיקו חום רב במהלך הפעולה, ושיטות פיזור חום יעילות יותר נדרשות כדי להבטיח את פעולתם היציבה ואת חייהם הארוכים. באופן כללי, למרות שקירור האוויר יש את היתרונות של מבנה פשוט ועלות נמוכה, בבחירת שיטת פיזור חום, עדיין יש צורך לבצע שיקולים מקיפים על סמך הצרכים הספציפיים של הציוד.

קירור נוזלים הוא שיטת פיזור חום של חבילת סוללות מתקדמת, אשר בעיקר מצמצמת את הטמפרטורה של חבילת הסוללה דרך הסעה של נוזל הקירור, ויכולה גם לשלוט ביעילות על הפרש הטמפרטורה בין התאים. בעיצוב קופסת החבילה משתמשים בתבנית יצוק למות אלומיניום, כך שניתן יהיה ליצור את ערוץ הקירור והתיבה באופן אינטגרלי על התבנית. בנוסף, בשילוב עם תהליך ריתוך החיכוך, נוצר חלל נוזל קירור סגור בתחתית הקופסה, שהיא צלחת קירור נוזלית מנקודת מבט של רכיבים. תכנון זה יכול להבטיח כי נוזל הקירור זורם ביעילות במערכת ולספק הגנה חזקה לפיזור החום.

כרית סיליקון מוליכה תרמית עם מקדם מוליכות תרמית גבוהה מתווספת לשכבה האמצעית בתוך התיבה היוצרת קשר עם תא הסוללה. באופן זה, החום הנפלט על ידי תא הסוללה מועבר לראשונה לכרית הסיליקון המוליכה התרמית, ואז נערך עוד יותר לצלחת הקירור הנוזלית בתחתית התיבה. כאשר נוזל הקירור מסתובב בצלחת הקירור הנוזלית, החום משוחרר מקרר המים לסביבה החיצונית, ובכך שולט ביעילות על טמפרטורת החימום של תא הסוללה. בנוסף לשימוש בכריות סיליקון מוליכות תרמיות, ניתן ליישם ג'ל קר גם על לוח הקירור הנוזלי, שיכול גם להיות בעל מוליכות תרמית טובה.

לקירור נוזלי יתרונות רבים, אפקט פיזור חום מעולה, יכול להפחית במהירות וביעילות את הטמפרטורה של חבילת הסוללה, להבטיח שהסוללה תעבוד בטווח טמפרטורות מתאים ויש לה יציבות גבוהה מאוד. עם זאת, יש לו גם חסרונות מסוימים. עלות קירור נוזלים גבוהה יחסית, לא רק עלות ציוד חומרה כמו צלחות קירור נוזלים, אלא גם העלות וכוח האדם הנדרשים לתחזוקה לאחר מכן של מערכת זרימת הנוזל. יתר על כן, ברגע שמערכת זרימת הנוזלים נכשלת, יתכן שהיא תהיה השפעה רבה יותר על הפעולה הרגילה של הסוללה. לפיכך, בבחירת שיטת פיזור חום, יש לקחת בחשבון באופן מקיף גורמים שונים ולשקול את היתרונות והחסרונות של קירור נוזלים על מנת לבחור את פיתרון פיזור החום המתאים ביותר לתרחיש יישום ספציפי.

לסיכום, לקירור אוויר וקירור נוזלים יש יתרונות וחסרונות משלהם כשיטות פיזור החום העיקריות לחבילות סוללות. לקירור אוויר יש מבנה פשוט ועלות נמוכה, אך אפקט פיזור החום מושפע בקלות מהסביבה ואינו מתאים לציוד בעל עוצמה גבוהה וצפיפות גבוהה. לקירור נוזלי השפעה טובה של פיזור חום ויציבות גבוהה, אך הוא יקר ומחייב תחזוקה של מערכת זרימת הנוזל. ביישומים בפועל, יש לבחור את שיטת פיזור החום המתאימה ביותר על סמך הצרכים הספציפיים של ציוד אחסון האנרגיה, כגון כוח, תנאי סביבה, תקציב עלות וגורמים אחרים, כדי להבטיח ביצועים אמינים של אריזת סוללות ותפעול ציוד יציב, ומספק חזק תמיכה טכנית בפיתוח תחום האנרגיה.

תג: ESS מסחרי, מגורים ESS, מטעני EV