Муздатуу системасы деген эмне?
Джеймс Вонгдон суроо, Фремонт, Калифорния.
Мен бул жердеги эски GM{0}}Toyota NUMMI заводунда иштейм жана биз качандыр бир күнү электр унаасын курабыз деп уктум. Адамдар батарейканы муздатуу жөнүндө айта беришет. Чыныгы окуя кандай?
Калтехтин химиялык инженерия жана экологиялык инженерия боюнча профессору Ричард Флаган жооп берди.
(Мен көбүнчө аэрозолдук иштерди жасайм, бирок жакында JPL жана автокомпаниялар менен бир нече батарея долбоорлоруна тартылдым.)
Литий{0}}ионунун таңгагы түрткөндө таң калыштуу көлөмдө жылуулук чыгарат. 3С кубаттагы 60 кВт сааттык пакет 15–20 кВт жылуулукту таштай алат. Бул унаанын полунун ичинде иштеген кичинекей жылыткыч. Сиз дагы эле 80% кубаттоого аракет кылып жатканыңызда, аны жөн калтырыңыз жана ортоңку клеткалар 60 градуска тийет. Жашоо 45 градустан тез төмөндөйт, андыктан жылуулукту чыгарып салышыңыз керек.
Азыр көпчүлүк пакеттерде калыңдыгы 4-6 мм, ичинде штампталган каналы бар жалпак алюминий муздак плиталар колдонулат. Сиз ар бир эки модулдун ортосуна же баштыктардын ар бир катарынын астына бир табактан жылдырасыз. Пластина клетканын түбүнө каршы жука термикалык паста менен толтурулган. GMдин Ultium плиталары ушундай. Тесла 18650 жана 2170-жылдары тегерек түтүктү зигзагга орогон-спагеттиге окшош, жакшы иштейт, бирок аны чогултуу кыйынга турат. Техастагы жаңы 4680 пакети тегерек түтүктүн ордуна кененирээк бүктөлгөн лентага өттү. Ширетүү оңой.
Муздатуучу суюктук кадимки ингибиторлор менен дээрлик ар дайым 50/50 суу-гликол. Кээ бир прототиби жарыш унааларында таза гликол же силикон майы иштейт, бирок аны кардарларга эч ким жеткирбейт. Чоң пачка үчүн агым адатта мүнөтүнө 10-20 литрди түзөт. Насос бир аз 400 Вт щеткасыз нерсе, 12 В менен иштейт. Ал капоттун астында же франкте жашайт.
Радиатор A/C конденсаторунун алдында отурат. Автомагистраль ылдамдыгы менен сиз көп аба аласыз, бирок Барстоудагы 110 градус F күнү Superchargerда отурганда электр желдеткичи катуу тартылышы керек. Ошондуктан Tesla бир нече жыл мурун кичинекей осьминог клапанын кошкон-муздаткычка салонун кондитердик контурунан муздак муздаткычты карызга алууга мүмкүнчүлүк берет.
Температуранын жайылышы өлтүргүч. Эгерде эң салкын клетка 25 градус болсо, эң ысыкы 40 градус болсо, пакеттин циклинин 15-20% жоготосуз. Ошентип, кирүүчү коллектор агымды бирдей бөлүшү керек. Кээ бир компаниялар ар бир бутакка кичинекей тешиктерди иштетишет. Башкалары каналдарды узун жана арык кылып жасашат, андыктан басымды төмөндөтүү күчтөрү бирдей агып кетет. BYD'дин бычак клетка пакети муздаткычты уячанын астыңкы-тын ордуна узун четинен өткөрөт.
Суук аба ырайы 1999-жылы эч ким айтпаган бөлүгү. Болжол менен 0 градустан ылдыйда сиз тез кубаттай албайсыз же литий металлын каптап, клетканы өлтүрөсүз. Ошентип, азыр муздаган ошол эле укурук жылытуу керек. 3–5 кВт кубаттуулуктагы PTC жылыткычы резервуарда же насостон кийин отурат. BMS алдын ала ысытуу учурунда уюлдук чыңалууларды көрөт.
Басым, адатта, 1-1,5 бар ченегич болуп саналат. Кайноо температурасын 115–120 градустун тегерегинде кармап турат, андыктан клетка экзотермиялык режимге өтүүнү чечсе, эч качан буу чөнтөктөрүн албайсыз.
Биз өткөн жылы JPLде 30-клеткалык модулду иштеткенбиз. Муздатуу менен 200 А разрядда сегиз мүнөттүн ичинде 25 градустан 65 градуска чейин жеткен. Насосту 12 л/мүнөттө күйгүзүңүз жана ал 38 градуска орноду. Сегиз мүнөткө каршы эч качан - ошондуктан азыр ар бир олуттуу пакетте суюк муздатуу бар.
Бул негизги сүрөт. Деталдары жыл сайын өзгөрүп турат, бирок физика андай эмес.
