Dengan transformasi struktur energi global dan peningkatan kesadaran perlindungan lingkungan, kendaraan listrik telah menjadi arah pengembangan penting dalam industri otomotif. Sebagai “jantung” kendaraan listrik, performa dan masa pakai baterai secara langsung mempengaruhi performa dan keandalan seluruh kendaraan.
Dalam konteks ini, pentingnya sistem manajemen termal baterai menjadi semakin menonjol, dan teknologi pendingin cair, sebagai salah satu metode pembuangan panas yang efisien, telah menjadi salah satu teknologi utama untuk meningkatkan kinerja kendaraan listrik. Negara ini menghadapi tantangan ganda, yaitu kemajuan teknologi dan pengendalian biaya, dan secara bertahap menjadi pusat penelitian di industri ini.
Teknologi pendingin cair mengacu pada sirkulasi media cair (seperti air, larutan etilen glikol, dll.) untuk menghilangkan panas yang dihasilkan oleh baterai, sehingga menjaga baterai tetap beroperasi dalam kisaran suhu yang sesuai. Teknologi ini sangat penting pada kendaraan listrik berperforma tinggi karena dapat secara efektif memperpanjang masa pakai baterai, meningkatkan kepadatan energi, dan efisiensi pengisian daya.
Dibandingkan dengan sistem pendingin udara tradisional, sistem pendingin cair memiliki keunggulan berupa efisiensi konduksi panas yang lebih tinggi, ukuran dan berat yang lebih kecil, serta kebisingan yang lebih rendah.
Perancangan dan pembuatan sistem pendingin cair adalah proyek komprehensif yang mengharuskan para insinyur memiliki pengetahuan dan keterampilan interdisipliner, serta pemahaman mendalam tentang material baru, proses baru, dan teknologi baru. Berbagai teknologi utama yang terlibat termasuk namun tidak terbatas pada:
01 Desain saluran aliran
Desain saluran aliran merupakan inti dari sistem pendingin cair dan secara langsung mempengaruhi karakteristik aliran dan efisiensi pertukaran panas cairan pendingin. Dengan menggunakan teknologi simulasi dinamika fluida komputasi (CFD), para insinyur dapat mensimulasikan aliran cairan pendingin di saluran aliran dan memprediksi serta menganalisis efisiensi pertukaran panas. Dikombinasikan dengan metode optimasi topologi struktural, geometri saluran aliran optimal dapat ditemukan untuk mencapai konduktivitas termal yang lebih tinggi dan ketahanan fluida yang lebih rendah.
02 Pemilihan bahan
Pemilihan material berdampak langsung pada kinerja sistem pendingin cair. Biasanya, pelat pendingin cair akan memilih bahan logam dengan konduktivitas termal tinggi seperti aluminium atau tembaga, yang secara efektif dapat menghantarkan panas dari sumber panas dan dengan cepat membuangnya melalui cairan pendingin. Namun selain konduktivitas termal, ketahanan korosi dan kekuatan mekanik material juga menjadi faktor yang harus diperhatikan dalam desain. Karakteristik ini memastikan bahwa sistem pendingin cair dapat menjaga stabilitas dan keandalan jangka panjang di berbagai lingkungan kerja.
03 Pompa dan Radiator
Pompa dan radiator merupakan “jantung” dan “paru-paru” dari sistem pendingin cair. Bersama-sama, mereka menjaga sirkulasi cairan pendingin dan pembuangan panas. Sebagai “sumber tenaga” sistem pendingin cair, kunci pemilihan pompa terletak pada efisiensi dan keandalannya. Hal ini perlu dipastikan dapat memberikan laju aliran yang stabil dalam berbagai kondisi kerja. Desain radiator perlu mempertimbangkan efektivitas biaya sekaligus memastikan kinerja pembuangan panas untuk mencapai efektivitas biaya terbaik.
04 Strategi Pengendalian
Strategi pengendalian sangat penting untuk pengoperasian sistem pendingin cair yang efektif. Melalui algoritma kontrol yang tepat, laju aliran cairan pendingin dan parameter kerja radiator dapat disesuaikan secara dinamis sesuai dengan suhu aktual dan kondisi kerja sumber panas, sehingga memastikan bahwa suhu baterai atau komponen penting lainnya stabil dalam rentang tersebut. rentang kerja optimal untuk mencegah panas berlebih atau pendinginan berlebih.
05 Proses Pembuatan
Kemajuan proses manufaktur secara langsung mempengaruhi kinerja dan keandalan sistem pendingin cair. Penggunaan teknologi pencetakan 3D dan teknologi pemrosesan saluran mikro dapat mencapai pembuatan pelat pendingin cair yang presisi. Teknologi ini membuat ukuran dan bentuk saluran aliran lebih presisi, sehingga meningkatkan kekompakan dan efisiensi pembuangan panas seluruh sistem. Pada saat yang sama, proses manufaktur yang canggih juga membantu mengurangi cacat produksi dan meningkatkan konsistensi dan keandalan produk.
Saat ini, banyak merek kendaraan listrik kelas atas mulai mengadopsi sistem pendingin cair, seperti Porsche dan Audi, dan Model S dan Model X Tesla menggunakan sistem baterai pendingin cair, yang mencapai manajemen termal yang efisien melalui pelat pendingin dan sistem sirkulasi cairan pendingin yang terintegrasi dalam kemasan baterai.
