La placa de enfriamiento de la batería (también se conoce comúnmente como la "placa de enfriamiento de la batería") es el componente de gestión térmica central de los sistemas de batería, especialmente los paquetes de baterías de alta potencia/alta capacidad, como nuevas baterías de energía para vehículos de energía y baterías de almacenamiento de energía. Su función central es controlar la temperatura de la batería durante la carga y la descarga a través de medios activos o pasivos, asegurando que la batería siempre funcione en un rango de temperatura seguro y eficiente, evitando la degradación del rendimiento, la vida útil acortada e incluso los riesgos de seguridad (como el fugitivo térmico) causados por una temperatura sobrecalentada o desigual.
1 、Role del núcleo: alrededor de los tres valores centrales de "control de temperatura"
1. Suprimir el sobrecalentamiento de la batería y evitar los riesgos de seguridad
Las baterías (especialmente las baterías de iones de litio) generan calor julio durante la carga y la descarga (la corriente funciona y genera calor a través de la resistencia interna), y en condiciones de alta potencia (como la aceleración rápida y la carga rápida de nuevos vehículos de energía), la generación de calor aumentará bruscamente:
Si la temperatura excede el umbral seguro (generalmente 45-60 ℃ para baterías de iones de litio, con ligeras diferencias para diferentes tipos), puede causar descomposición de electrolitos, daño estructural a materiales de electrodos positivos e incluso desencadenar "fugitivo térmico" (fuego, explosión);
La placa de enfriamiento absorbe rápidamente el fuego y lo conduce al medio de enfriamiento (como el refrigerante, el aire) contactando directa o indirectamente la superficie de la batería (como el enlace a la celda/módulo de la batería), controlando la temperatura de la batería dentro de un rango seguro y reduciendo el riesgo de fugitivo térmico desde la fuente.
2. Equilibrar la diferencia de temperatura de la batería para garantizar un rendimiento estable
Una batería está compuesta por docenas o incluso cientos de celdas individuales. Si la disipación de calor es desigual, puede haber un problema de diferencia de temperatura de "temperatura alta local, baja temperatura local" (como una diferencia de temperatura de más de 5 ℃ entre el borde y el centro de la batería):
Monómero de alta temperatura: descomposición de capacidad más rápida y vida de ciclo más corto;
Células de baja temperatura: baja eficiencia de carga y descarga (como el rango de invierno reducido), e incluso no puede participar en la carga y descarga normalmente, lo que hace que toda la batería se "retrase";
La placa de enfriamiento está diseñada con canales de flujo uniformes (como canales serpentinos, canales paralelos) o estructuras de disipación de calor para garantizar que el calor se transporte uniformemente, reduzca la diferencia de temperatura entre las celdas individuales (generalmente se requiere controlar dentro de 3-5 ℃), y permitir que todo el rendimiento de la batería se sincronice, evitando el "efecto de barril".
3. Mantener una temperatura de funcionamiento óptima y extender la duración de la batería
La batería tiene un "rango de temperatura de funcionamiento óptimo" (generalmente 20-40 ℃), dentro del cual:
La mayor eficiencia de carga (evitando la carga lenta de baja temperatura y la deposición de litio durante la carga de alta temperatura);
La descomposición de la capacidad es la más lenta (la alta temperatura acelera el envejecimiento de los materiales de los electrodos, la baja temperatura conduce a la formación de dendritas de litio, las cuales acortan la vida útil);
La placa de enfriamiento ajusta dinámicamente la intensidad de disipación de calor (como el arranque automáticamente y deteniendo el sistema de enfriamiento de acuerdo con la temperatura de la batería, ajustando la velocidad de flujo del refrigerante), estabilizando la batería en el rango óptimo durante mucho tiempo y extendiendo significativamente la vida útil del paquete de batería (generalmente extendiendo la vida útil del servicio de la batería de 3 a 5 años a 5-8 años).
2 、Función auxiliar: extensión de función adaptada a diferentes escenarios
Compatible con precalentamiento de baja temperatura (diseño parcialmente integrado): algunas placas de enfriamiento adoptan una estructura de "integración en caliente en frío" (como la integración de elementos de calefacción en el canal de flujo), que puede cambiarse a "modo de calentamiento" durante las bajas temperaturas en invierno. La batería se precaliente a través de aletas de refrigerante/calefacción, resolviendo los problemas de baja actividad de la batería y corto alcance a bajas temperaturas (especialmente adecuadas para nuevos vehículos de energía en las frías regiones del norte).
Protección de la estructura de la batería y la reducción del impacto de la vibración: algunas placas de enfriamiento (como la placa refrigerada por agua de nuevas baterías de energía de energía) están equipadas con materiales de amortiguación (como almohadillas de silicona conductora térmica) cuando se unen a la batería. Además de mejorar la conductividad térmica, también pueden amortiguar las vibraciones durante la operación del vehículo, evitando la flojencia estructural o el mal contacto del electrodo de las celdas de la batería debido a la vibración a largo plazo.
3 、Escenario de adaptación clave: ¿Por qué las baterías de alta potencia dependen de las placas de enfriamiento?
Nueva batería de energía del vehículo de energía: es el escenario de aplicación más central para las placas de enfriamiento. Debido a la alta potencia de carga y descarga de la batería durante la operación del vehículo (como la potencia máxima que alcanza cientos de kilovatios), y el espacio de instalación cerrado (condiciones de disipación de calor deficiente dentro del paquete de baterías), es necesario usar placas de enfriamiento (principalmente placas refrigeradas por agua) para disipar de manera forzosa, de lo contrario, afectará seriamente el rango y la seguridad;
Sistema de batería de almacenamiento de energía: el paquete de batería de grandes centrales eléctricas de almacenamiento de energía (como el almacenamiento de energía fotovoltaica/de energía eólica) tiene una gran capacidad y se puede cargar y descargar durante mucho tiempo. Si la temperatura es demasiado alta, la capacidad se detendrá rápidamente. Las placas de enfriamiento pueden garantizar la operación estable a largo plazo del sistema de almacenamiento de energía;
Las baterías industriales de alta potencia, como las utilizadas en carretillas elevadoras y robots AGV, generan una gran cantidad de calor a través de la carga y descarga rápidas frecuentes. La placa de enfriamiento puede evitar que la batería se apague con frecuencia debido a un sobrecalentamiento y mejora la eficiencia del funcionamiento del equipo.
