أداء مادة تغيير الطور في أنظمة إدارة حرارة البطاريات في درجات الحرارة المنخفضة

تقيّم هذه الدراسة أداء نظام إدارة الحرارة السلبي لبطاريات أيون الليثيوم عالية القدرة في بيئة باردة. تم اعتبار مادتين مختلفتين لتغيير الطور (PCM) تتكون من بارافين نقي و مركبات بارافين-غرافيت ومقارنتها مع وحدة بطارية بدون مادة PCM. تم تفريغ وحدات البطارية جزئيًا لمدة معينة ثم تعرضت لفترات زمنية باردة مختلفة تمثل توقفات قصيرة وطويلة للمركبات خلال الشتاء. تم تسجيل معلمات أداء البطارية مثل السعة، الطاقة، ودرجة الحرارة إلى جانب الخصائص الحرارية الفيزيائية لكل وحدة، وتم حسابها ومقارنتها لسيناريوهات مختلفة. تعمل أنظمة إدارة الحرارة على تعديل ارتفاع درجة الحرارة أثناء التفريغ وتبطئ فقدان الحرارة أثناء التوقفات الباردة ولكنها أيضًا تبطئ ارتفاع درجة الحرارة بعد التوقفات الباردة. تظهر النتائج أنه بعد توقف بارد قصير (10 دقائق) لا يوفر شمع البارافين أي ميزة في إبقاء الوحدة دافئة. كانت قيم الطاقة لكل من وحدات البارافين و الوحدات بدون PCM قابلة للمقارنة. من ناحية أخرى، خلال التوقفات الباردة الطويلة (ساعتين) تم ملاحظة آثار سلبية كبيرة (15% تقليل في الطاقة مقابل 6% تقليل في الطاقة) في وحدات PCM من خلال تأخير تسخين البطارية مقارنة بالوحدات بدون PCM. أدت وحدات PCM التجارية مع مركبات الغرافيت/البارافين إلى أداء بين الوحدات PCM والوحدات بدون PCM (9% تقليل في الطاقة) بعد فترات طويلة من السخونة الباردة ولكن لم يكن لها أي ميزة لفترات السخونة القصيرة (2.5% تقليل في الطاقة) بسبب زيادة فقدان الحرارة.