Mode Manajemen Termal Kendaraan Listrik Murni:
Pendinginan Perendaman Baterai
Dalam penerapan baru elektrifikasi kendaraan, penting untuk mendinginkan dan memanaskan komponen listrik untuk menjaganya pada suhu pengoperasian yang optimal, karena hal ini menjamin umur panjang dan kinerjanya. Oleh karena itu, sistem manajemen termal yang sesuai sangat penting. Dengan kata lain, perlu dirancang sistem manajemen termal yang sesuai khusus untuk komponen elektrifikasi yang digunakan.
Jika suhu pengoperasian baterai terlalu tinggi, hal ini dapat mengakibatkan hilangnya kapasitas baterai dan, dalam kasus ekstrem, hilangnya panas. Jika suhu pengoperasian baterai terlalu rendah, hal ini dapat menyebabkan penurunan efisiensi baterai, peningkatan resistansi, penurunan kapasitas baterai, dan pembentukan dendrit litium (lapisan pelapisan litium). Lapisan pelapisan litium akan menyebabkan percepatan penuaan dan kegagalan inti baterai.
Tujuan dari manajemen termal adalah untuk memastikan bahwa sistem berada pada suhu operasi yang optimal dan aman. Yang lebih rumit lagi, suhu optimal sistem baterai dapat berubah tergantung pada mode pengoperasian. Suhu optimal saat pengisian cepat mungkin berbeda dengan suhu optimal saat berkendara atau parkir (parkir).
Sistem manajemen termal baterai yang saat ini digunakan terutama mencakup pendinginan udara, pendinginan cairan tidak langsung, pendinginan cairan langsung (juga disebut pendinginan perendaman) dan material pengubah fasa.
Deskripsi berbagai sistem pendingin
Sistem berpendingin udara adalah yang paling banyak digunakan karena desainnya sederhana, hemat biaya, dan tidak memiliki masalah kebocoran. Pendinginan udara terbagi menjadi tipe aktif dengan menggunakan konveksi paksa dan tipe pasif dengan menggunakan konveksi alami. Udara memiliki kapasitas panas yang kecil dan konduktivitas termal yang rendah dibandingkan media seperti cairan, sehingga pendingin udara sepertinya tidak akan menjadi teknologi pilihan untuk kendaraan listrik generasi berikutnya dengan baterai lebih besar dan pengisian daya lebih cepat.
Pendinginan cair dapat dibagi menjadi dua metode: tidak langsung dan langsung. Pendingin memiliki kapasitas panas yang lebih besar dan konduktivitas termal yang lebih tinggi dibandingkan udara. Pendinginan cairan tidak langsung saat ini merupakan salah satu solusi paling umum untuk manajemen termal baterai karena kontrol suhu yang seimbang. Pendingin yang paling umum digunakan adalah campuran air dan etilen glikol. Prinsip pendinginan tidak langsung adalah memungkinkan cairan pendingin mengalir melalui saluran di bagian bawah atau samping sel/modul baterai untuk memindahkan panas keluar dari sistem.
Pendinginan dapat ditingkatkan dengan menggunakan bahan antarmuka termal tertentu (TIM). Kerugian dari pendinginan cair tidak langsung dibandingkan dengan pendingin udara adalah kompleksitas sistemnya. Lebih banyak komponen dan saluran/tabung dapat menyebabkan lebih banyak kegagalan, bobot ekstra, dan masalah kebocoran.
Teknologi pendinginan lain yang muncul adalah pendinginan cair langsung, juga disebut pendinginan perendaman, yang merendam baterai sepenuhnya dalam cairan dielektrik. Ini adalah cairan non-konduktif dengan ketahanan tinggi terhadap gangguan listrik. Pengenalan teknologi ini berarti bahwa kompleksitas proses baterai dan desain komponen dapat dikurangi secara signifikan, yang juga membantu mengurangi berat dan volume sistem, serta secara signifikan meningkatkan stabilitas dan keseimbangan kontrol suhu baterai. Pendinginan perendaman dapat memanaskan atau mendinginkan baterai sesuai kebutuhan tanpa menggunakan penukar panas, sehingga menghasilkan peningkatan efisiensi yang signifikan.
Karakteristik cairan pendingin memainkan peran penting dalam manajemen termal dan harus memenuhi persyaratan berikut:
Isolasi listrik yang baik
Kapasitas panas spesifik yang tinggi dan konduktivitas termal yang tinggi
Tidak mudah terbakar dan/atau titik nyala tinggi
Mudah diproduksi dan tersedia dalam jumlah banyak
Memiliki kisaran suhu pengoperasian yang sesuai
Cairan memiliki umur simpan yang lama
Selain persyaratan di atas, kompatibilitas bahan, kepadatan rendah, viskositas rendah, dan ramah lingkungan juga harus dipertimbangkan ketika memilih cairan pendingin imersi yang sesuai.
