Apa itu Pendingin?

Pendingin adalah bahan yang mengalir melalui baterai Anda yang menjaga sel agar tidak matang sendiri. Konsep yang cukup sederhana tetapi banyak orang yang salah.

Dalam aplikasi EV dan ESS, kita berbicara tentang campuran air glikol-yang bersirkulasi melalui pelat dingin atau saluran pendingin yang dimasukkan ke dalam struktur kemasan. Cairan mengambil panas dari sel, membawanya ke pendingin atau radiator, membuang panas, dan kembali lagi. Loop terus berjalan selama paket aktif.

Cairan Itu Sendiri

Lupakan apa pun yang Anda ketahui tentang cairan pendingin otomotif. Prestone hijau dari AutoZone akan menghancurkan baterai. Inhibitor korosi pada antibeku konvensional adalah senyawa ionik-yang menghantarkan listrik. Anda menjalankannya melalui paket 400V, Anda menanyakan kesalahan ground.

Pendingin baterai harus memenuhi dua persyaratan yang tidak dipedulikan oleh antibeku biasa:

Electrical resistivity above 100 kΩ·cm minimum. Most OEMs spec 150 kΩ·cm or higher. Tesla's spec calls for >200 kΩ·cm untuk pengisian segar.

Kandungan ion di bawah 25 ppm. Beberapa spesifikasi mengatakan 10 ppm. Inilah sebabnya Anda tidak bisa hanya menggunakan air sulingan dan mencampurnya sendiri-glikolnya sendiri harus sangat-murni.

BASF Glysantin G40 dan Arteco Havoline XLC adalah dua yang paling sering Anda lihat di lapangan. Chevron juga membuat formulasi-khusus baterai. Harganya sekitar $40-60 per galon dibandingkan $12-15 untuk pendingin OAT biasa. Sepadan.

Rasio Campuran

50/50 etilen glikol menjadi air deionisasi adalah standar. Beberapa pria berlari 60/40 di iklim dingin. Glikol yang melebihi 60% justru merugikan Anda-viskositas meningkat, perpindahan panas menurun, pompa bekerja lebih keras.

Perhitungan titik beku:

Campuran 50/50 membeku sekitar -37 derajat

60/40 membawa Anda ke -52 derajat

Glikol murni membeku pada -12 derajat (ya, menambahkan air menurunkan titik beku, kimianya aneh)

Bagi sebagian besar Amerika Utara, 50/50 sudah cukup. Jika Anda menyebarkan paket di Minnesota atau Alberta, bicarakan dengan teknisi termal Anda tentang cara menjadi lebih kaya.

Laju Aliran

Di sinilah saya melihat kebingungan paling besar. Orang-orang memilih ukuran pompa yang terlalu besar atau terlalu kecil.

Perhitungannya tidak rumit. Anda perlu mengetahui tiga hal: berapa banyak panas yang dihasilkan paket, berapa kenaikan suhu yang dapat Anda toleransi di seluruh sirkuit, dan panas spesifik cairan pendingin Anda.

Untuk campuran 50/50 EG/air, kalor jenisnya sekitar 3,3 kJ/kg·K. Kepadatannya sekitar 1,07 kg/L.

Katakanlah Anda memiliki paket 75 kWh yang melakukan pelepasan 2C. Itu keluaran 150 kW. Gambar 5-6% pembangkitan panas pada laju tersebut-sebut saja beban termal 8 kW. Jika Anda ingin menjaga delta saluran masuk{10}}ke saluran keluar di bawah 4 derajat :

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

Itu adalah angka nyata dari proyek nyata. Pompa sebenarnya yang kami tentukan diberi nilai 40 L/mnt untuk memberi kami ruang kepala.

Kebanyakan paket EV penumpang menghasilkan 8-15 L/mnt pada beban berkendara normal. Muncul saat pengisian cepat atau daya tinggi yang berkelanjutan.

Apa yang Salah

Terlihat beberapa mode kegagalan selama bertahun-tahun.

Jenis cairan pendingin salah.Berbelanjalah dengan antibeku konvensional selama servis. Lonjakan konduktivitas. BMS melihat kesalahan isolasi, paket dimatikan. Jika beruntung, ia hanya melempar kode. Jika Anda tidak beruntung, Anda mendapatkan internal arcing.

Kontaminasi.Kualitas air penting. Salah satu lokasi tempat saya bekerja menggunakan air keran untuk pengisian awal karena "masih melalui deionizer". Kecuali mereka melewati deionizer. Kandungan klorida adalah 180 ppm. Harus menyiram seluruh sistem dan mengganti pelat dingin-pekerjaan senilai $40k dengan pemasangan $200k.

Degradasi seiring berjalannya waktu.Glikol teroksidasi. Membentuk asam glikolat, kemudian asam oksalat. pH turun. Inhibitor korosi akan habis. OEM menyatakan interval servis 4-5 tahun, namun saya melihat cairan pendingin menjadi rusak dalam 2 tahun di lingkungan bersuhu tinggi. Uji setiap tahun.

Udara dalam sistem.Pendarahan loop pendingin EV memang rumit. Kantong udara menyebabkan titik panas. Sel yang berada tepat di bawah gelembung memiliki suhu 8-10 derajat lebih panas dibandingkan sel tetangganya. Penuaan dipercepat, kapasitas memudar, akhirnya klaim garansi.

Menguji Kondisi Pendingin

Anda memerlukan tiga pengukuran:

pH-pendingin segar berkisar antara 7,8 hingga 8,5 bergantung pada formulasi. Di bawah 7,0 berarti paket inhibitor sudah habis. Ubah itu.

Resistivitas-pengukur portabel ada tetapi harganya mahal. Kirim sampel ke laboratorium jika Anda tidak memilikinya. Apa pun yang berada di bawah 50 kΩ·cm menjadi marginal.

Konsentrasi glikol-refraktometer berfungsi. Alat $30, membutuhkan waktu 10 detik. Anda sedang memeriksa pengenceran dari kondensasi atau seseorang menambahkan air langsung.

Beberapa armada melakukan program gaya analisis minyak, mengirimkan sampel ke Polaris Labs atau Blackstone setiap 6 bulan. Berlebihan untuk sebagian besar aplikasi tetapi masuk akal untuk instalasi besar.

Perendaman Langsung vs Pendinginan Tidak Langsung

Semua hal di atas mengasumsikan cairan pendingin tidak langsung-berjalan melalui saluran, tidak pernah menyentuh sel. Itu 95% dari apa yang ada di luar sana.

Perendaman langsung berbeda. Sel berada dalam bak cairan dielektrik. Tidak ada pelat dingin, tidak ada bahan antarmuka termal, cairan langsung bersentuhan dengan kaleng. Perpindahan panas lebih baik. Kompleksitasnya lebih rendah dalam beberapa hal, lebih tinggi dalam hal lain.

Cairannya juga berbeda. 3M Novec dan Solvay Galden adalah nama besarnya. Ini adalah senyawa berfluorinasi, konduktivitas sangat rendah, inert secara kimia. Juga sangat mahal-$300-400 per liter untuk beberapa formulasi.

Perendaman langsung muncul di penyimpanan jaringan dan beberapa-aplikasi kendaraan berperforma tinggi. Belum menjadi arus utama tetapi kinerja termalnya sulit untuk dibantah.

Lembar Spesifikasi

Referensi singkat tentang apa yang harus dicari saat mencari cairan pendingin baterai:

Dapatkan MSDS dan lembar data teknis dari pemasok Anda. Jika mereka tidak dapat memberikan data resistivitas, carilah pemasok lain.