Importanța bateriilor ca principală sursă de energie pentru vehiculele cu energie nouă este evidentă. În utilizarea reală a vehiculelor, bateria se va confrunta cu condiții de funcționare complexe și variate. Pentru a îmbunătăți autonomia, vehiculele trebuie să dispună cât mai multe celule de baterie într-un anumit spațiu, astfel încât spațiul pachetului de baterii pe vehicul este foarte limitat. Bateriile generează o cantitate mare de căldură în timpul funcționării vehiculului și se acumulează în timp în spații relativ mici. Datorită stivuirii dense a celulelor bateriei în interiorul pachetului de baterii, disiparea căldurii în zona centrală este relativ dificilă, exacerbând inconsistența de temperatură dintre celule. Drept urmare, se reduce eficiența de încărcare și descărcare a bateriei și se afectează puterea acesteia; în cazuri grave, se poate ajunge și la o fuga termică, afectând siguranța și durata de viață a sistemului.
Temperatura bateriilor are un impact semnificativ asupra performanței, duratei de viață și siguranței acestora. La temperaturi scăzute, bateriile litiu-ion pot experimenta o creștere a rezistenței interne și o scădere a capacității. În cazuri extreme, acest lucru poate duce la înghețarea electrolitului și la incapacitatea bateriei de a se descărca. Performanța sistemului de baterii la temperatură scăzută este puternic afectată, rezultând o scădere a performanței de ieșire și o reducere a autonomiei vehiculelor electrice. La încărcarea vehiculelor cu energie nouă în condiții de temperatură scăzută, BMS încălzește, în general, bateria la o temperatură adecvată înainte de încărcare. Dacă nu este gestionat corespunzător, poate provoca o supraîncărcare instantanee a tensiunii, rezultând scurtcircuite interne, care pot duce în continuare la fum, incendii și chiar explozii. Problemele de siguranță legate de încărcarea la temperatură scăzută în sistemele de baterii ale vehiculelor electrice au restricționat considerabil promovarea vehiculelor electrice în regiunile reci.
Gestionarea termică a baterieieste una dintre funcțiile importante ale BMS, în principal pentru a asigura că pachetul de baterii poate funcționa întotdeauna într-un interval de temperatură adecvat, menținând astfel starea optimă de funcționare a pachetului de baterii.managementul termic al bateriilorinclude în principal funcții precum răcirea, încălzirea și echilibrarea temperaturii. Funcțiile de răcire și încălzire sunt ajustate în principal în funcție de impactul posibil al temperaturii mediului extern asupra bateriei. Echilibrarea temperaturii este utilizată pentru a reduce diferența de temperatură din interiorul bateriei și pentru a preveni deteriorarea rapidă cauzată de supraîncălzirea unei anumite părți a bateriei.
În general, modurile de răcire ale bateriilor electrice sunt împărțite în principal în trei categorii: răcire cu aer, răcire cu lichid și răcire directă. Modul de răcire cu aer utilizează vântul natural sau aerul de răcire din habitaclu pentru a trece prin suprafața bateriei pentru schimb de căldură și răcire. Răcirea cu lichid utilizează, în general, conducte independente de răcire pentru a încălzi sau răci bateriile electrice. În prezent, această metodă este cea mai utilizată pentru răcire, așa cum este utilizată de Tesla și Volt. Sistemul de răcire directă elimină conducta de răcire a bateriei electrice și utilizează direct agentul frigorific pentru a răci bateria electrică.
1. Sistem de răcire cu aer:
Bateriile timpurii, datorită capacității și densității energetice reduse, erau adesea răcite prin răcire cu aer. Răcirea cu aer este împărțită în două categorii: răcire naturală cu aer și răcire forțată cu aer (folosind ventilatoare), care utilizează aer natural sau aer rece din cabină pentru a răci bateria.
Printre reprezentanții tipici ai sistemelor răcite cu aer se numără Nissan Leaf, Kia Soul EV etc.; În prezent, bateriile de 48V ale vehiculelor micro hibride de 48V sunt în general amplasate în habitaclu și răcite prin răcire cu aer. Diagrama traseului de răcire cu aer al unei anumite baterii de putere este prezentată în Figura 2. Structura sistemului răcit cu aer este relativ simplă, tehnologia este relativ matură, iar costul este relativ scăzut. Cu toate acestea, din cauza căldurii limitate transportate de aer, eficiența transferului de căldură este scăzută, iar uniformitatea temperaturii interne a bateriei este slabă, ceea ce face dificilă obținerea unui control precis al temperaturii bateriei. Prin urmare, sistemele răcite cu aer sunt în general potrivite pentru situații cu autonomie scurtă și greutate redusă a vehiculului.
2. Sistem de răcire cu lichid
Modul de răcire cu lichid se referă la utilizarea unui lichid de răcire de către baterie pentru schimbul de căldură, iar diagrama sa schematică este prezentată în Figura 3. Lichidul de răcire este împărțit în două tipuri: contact direct cu celulele bateriei (ulei siliconic, ulei de ricin etc.) și contact cu celulele bateriei prin canale de apă (apă și etilen glicol etc.); În prezent, se utilizează în mod obișnuit soluții mixte de apă și etilen glicol. Sistemele de răcire cu lichid adaugă, în general, un chiller cuplat la ciclul de refrigerare, care elimină căldura din baterie prin intermediul agentului frigorific; Componentele sale principale sunt compresorul, chillerul și...pompă de apăCompresorul, ca sursă de alimentare pentru refrigerare, determină capacitatea de transfer de căldură a întregului sistem. Răcitorul joacă un rol în schimbul de agent frigorific și agent de răcire, iar cantitatea de schimb de căldură determină direct temperatura agentului de răcire. Pompa de apă determină debitul agentului de răcire în conductă, iar cu cât debitul este mai mare, cu atât performanța de transfer de căldură este mai bună și invers.
3. Sistem de răcire directă:
Sistemul de răcire directă utilizează agentul frigorific al sistemului de aer condiționat pentru a răci direct bateria, așa cum se arată în Figura 11. Vaporizatorul sistemului de aer condiționat este instalat direct în sistemul bateriei, iar agentul frigorific se evaporă în evaporator pentru a elimina direct căldura generată de sistemul bateriei, realizând astfel un proces de răcire mai rapid și mai eficient. În prezent, există relativ puține modele care utilizează răcirea directă, cel mai tipic fiind BMW i3. Datorită absenței schimbului intermediar de căldură între lichide, sistemul de refrigerare are o structură compactă, o eficiență de răcire mai mare (de 3-4 ori mai mare decât răcirea cu lichid) și un cost relativ mai mic. Problema constă însă în faptul că, datorită conversiei gaz-lichid a agentului frigorific în conductă, controlul întregului sistem este relativ complex, iar uniformitatea temperaturii este slabă. De asemenea, are cerințe ridicate pentru rezistența la presiune ridicată și etanșarea sistemului, ceea ce prezintă un risc semnificativ pentru aplicarea sa în întregul vehicul.
Data publicării: 27 martie 2026
