Chất làm mát là gì?

Chất làm mát là thứ chạy qua bộ pin của bạn để giữ cho các tế bào không tự nấu. Khái niệm khá đơn giản nhưng rất nhiều người hiểu sai.

Trong ứng dụng EV và ESS, chúng ta đang nói về hỗn hợp nước-glycol tuần hoàn qua các tấm lạnh hoặc kênh làm mát được gia công thành cấu trúc gói. Chất lỏng nhận nhiệt từ các tế bào, mang nó đến máy làm lạnh hoặc bộ tản nhiệt, thải nhiệt và quay trở lại để lấy thêm. Vòng lặp tiếp tục chạy miễn là gói được kích hoạt.

Hãy quên đi những gì bạn biết về chất làm mát ô tô. Viên Prestone màu xanh lá cây đó từ AutoZone sẽ phá hủy bộ pin. Chất ức chế ăn mòn trong chất chống đông thông thường là các hợp chất ion-chúng dẫn điện. Bạn chạy nó qua gói 400V, bạn sẽ gặp lỗi nối đất.

Chất làm mát pin phải đáp ứng hai yêu cầu mà chất chống đông thông thường không quan tâm:

Electrical resistivity above 100 kΩ·cm minimum. Most OEMs spec 150 kΩ·cm or higher. Tesla's spec calls for >200 kΩ·cm khi đổ đầy mới.

Hàm lượng ion dưới 25 ppm. Một số thông số kỹ thuật cho biết 10 ppm. Đây là lý do tại sao bạn không thể chỉ sử dụng nước cất và tự pha chế.-glycol của bạn phải cực kỳ-tinh khiết.

BASF Glysantin G40 và Arteco Havoline XLC là hai loại bạn sẽ thấy thường xuyên nhất trên thực địa. Chevron cũng tạo ra một công thức-cụ thể cho pin. Chúng có giá khoảng 40-60 USD mỗi gallon so với 12-15 USD cho chất làm mát OAT thông thường. Đáng giá.

coolant

50/50 ethylene glycol cho nước khử ion là tiêu chuẩn. Một số người chạy 60/40 ở vùng có khí hậu lạnh. Vượt quá 60% glycol thực sự sẽ gây hại cho bạn-độ nhớt tăng, khả năng truyền nhiệt giảm, máy bơm hoạt động mạnh hơn.

Toán điểm đóng băng:

Hỗn hợp 50/50 đóng băng ở khoảng -37 độ

60/40 có thể đưa bạn đến -52 độ

Glycol nguyên chất đóng băng ở -12 độ (vâng, thêm nước làm giảm điểm đóng băng, hóa học thật kỳ lạ)

Đối với hầu hết Bắc Mỹ, 50/50 là ổn. Nếu bạn đang triển khai các gói ở Minnesota hoặc Alberta, hãy trao đổi với kỹ sư nhiệt của bạn về việc trở nên giàu có hơn.

coolant

Đây là nơi tôi thấy sự nhầm lẫn nhất. Mọi người có thể sử dụng máy bơm quá khổ hoặc quá nhỏ.

Việc tính toán không phức tạp. Bạn cần biết ba điều: gói tạo ra bao nhiêu nhiệt, mức tăng nhiệt độ mà bạn có thể chịu được trên toàn mạch và nhiệt dung riêng của chất làm mát.

Đối với hỗn hợp 50/50 EG/nước, nhiệt dung riêng là khoảng 3,3 kJ/kg·K. Mật độ khoảng 1,07 kg/L.

Giả sử bạn có một gói 75 kWh đang xả 2C. Đó là công suất 150 kW. Hình 5-6% nhiệt sinh ra ở tốc độ đó-gọi đó là tải nhiệt 8 kW. Nếu bạn muốn giữ đồng bằng{10}đầu vào và đầu ra dưới 4 độ :

8000 W `(1,07 kg/L × 3300 J/kg·K × 4 K) × 60=34 L/phút

Đó là một con số thực từ một dự án thực tế. Máy bơm thực tế mà chúng tôi thông số kỹ thuật được đánh giá là 40 L/phút để mang lại cho chúng tôi khoảng trống.

Hầu hết các gói xe điện chở khách đều chạy 8-15 L/phút ở mức tải lái xe bình thường. Tăng vọt khi sạc nhanh hoặc duy trì nguồn điện cao.

Đã thấy một vài chế độ thất bại trong những năm qua.

Sai loại nước làm mát.Mua sắm bổ sung chất chống đông thông thường trong quá trình bảo trì. Độ dẫn tăng đột biến. BMS thấy lỗi cách ly, gói tắt. Nếu bạn may mắn nó chỉ ném mã. Nếu bạn không may mắn, bạn sẽ nhận được hồ quang nội bộ.

Sự ô nhiễm.Vấn đề chất lượng nước. Một địa điểm mà tôi làm việc đã sử dụng nước máy để đổ đầy lần đầu vì "dù sao nó cũng đi qua bộ khử ion." Ngoại trừ việc họ bỏ qua máy khử ion. Hàm lượng clorua là 180 ppm. Phải xả toàn bộ hệ thống và thay thế các tấm lạnh-công việc trị giá $40k khi lắp đặt $200k.

Sự xuống cấp theo thời gian.Glycol bị oxy hóa. Tạo thành axit glycolic, sau đó là axit oxalic. pH giảm xuống. Chất ức chế ăn mòn được sử dụng hết. Các OEM cho biết khoảng thời gian bảo dưỡng là 4-5 năm nhưng tôi đã thấy chất làm mát bị hỏng sau 2 năm ở môi trường nhiệt độ cao. Kiểm tra hàng năm.

Không khí trong hệ thống.Chảy máu vòng làm mát EV là điều khó khăn. Túi khí gây ra các điểm nóng. Tế bào ngay dưới bong bóng nóng hơn 8-10 độ so với các tế bào lân cận. Lão hóa nhanh hơn, công suất giảm dần, cuối cùng là yêu cầu bảo hành.

Bạn cần ba phép đo:

pH-chất làm mát mới có độ pH từ 7,8 đến 8,5 tùy theo công thức. Dưới 7,0 nghĩa là gói ức chế đã cạn. Thay đổi nó.

Điện trở suất-có máy đo cầm tay nhưng đắt tiền. Gửi mẫu đến phòng thí nghiệm nếu bạn không có. Bất cứ thứ gì dưới 50 kΩ·cm đều trở nên cận biên.

Khúc xạ kế-nồng độ Glycol hoạt động. Công cụ $30, mất 10 giây. Bạn đang kiểm tra độ pha loãng do ngưng tụ hoặc ai đó đang thêm nước thẳng vào.

Một số đội tàu thực hiện các chương trình phân tích dầu, gửi mẫu đến Polaris Labs hoặc Blackstone 6 tháng một lần. Quá mức cần thiết cho hầu hết các ứng dụng nhưng có ý nghĩa đối với các cài đặt lớn.

coolant

Mọi thứ ở trên giả định chất lỏng làm mát gián tiếp-chảy qua các kênh, không bao giờ chạm vào tế bào. Đó là 95% những gì có ở ngoài kia.

Ngâm trực tiếp là khác nhau. Các tế bào nằm trong một bể chất lỏng điện môi. Không có tấm lạnh, không có vật liệu giao diện nhiệt, chất lỏng tiếp xúc trực tiếp với hộp. Truyền nhiệt tốt hơn. Độ phức tạp thấp hơn ở một số mặt, cao hơn ở những mặt khác.

Chất lỏng cũng khác nhau. 3M Novec và Solvay Galden là những tên tuổi lớn. Đây là những hợp chất flo hóa, độ dẫn điện cực thấp, trơ về mặt hóa học. Cũng cực kỳ đắt-$300-400 mỗi lít đối với một số công thức.

Tính năng nhúng trực tiếp đang xuất hiện trong bộ lưu trữ dạng lưới và một số ứng dụng-phương tiện hiệu suất cao. Chưa phải là xu hướng chủ đạo nhưng hiệu suất nhiệt khó có thể tranh cãi.

Tham khảo nhanh những điều cần lưu ý khi tìm nguồn cung cấp chất làm mát cho ắc quy:

tham số	Mục tiêu
Căn cứ	Ethylene glycol, loại nguyên chất
Điện trở suất	>150 kΩ·cm (>tối thiểu 100 kΩ·cm tuyệt đối)
pH	7.8 - 8.5
clorua	<25 ppm
sunfat	<25 ppm
Độ kiềm dự trữ	>3mL
Điểm đóng băng (50/50)	-37 độ hoặc thấp hơn
Tiêu chuẩn tương thích	ASTM D3306, SAE J1034