Fiind principala sursă de energie a vehiculelor cu energie nouă, bateriile electrice sunt de o mare importanță pentru acestea. În timpul utilizării efective a vehiculului, bateria se va confrunta cu condiții de funcționare complexe și schimbătoare. Pentru a îmbunătăți autonomia, vehiculul trebuie să amplaseze cât mai multe baterii posibil într-un anumit spațiu, astfel încât spațiul pentru pachetul de baterii din vehicul este foarte limitat. Bateria generează multă căldură în timpul funcționării vehiculului și se acumulează într-un spațiu relativ mic în timp. Datorită stivuirii dense a celulelor din pachetul de baterii, este, de asemenea, relativ mai dificil să se disipeze căldura în zona centrală într-o anumită măsură, exacerbând inconsistența de temperatură dintre celule, ceea ce va reduce eficiența de încărcare și descărcare a bateriei și va afecta puterea bateriei; va provoca o fuga termică și va afecta siguranța și durata de viață a sistemului.
Temperatura bateriei are o influență semnificativă asupra performanței, duratei de viață și siguranței acesteia. La temperaturi scăzute, rezistența internă a bateriilor litiu-ion va crește, iar capacitatea va scădea. În cazuri extreme, electrolitul va îngheța, iar bateria nu se poate descărca. Performanța sistemului de baterii la temperaturi scăzute va fi puternic afectată, ceea ce va duce la performanța de ieșire a vehiculelor electrice. Scăderea puterii și reducerea autonomiei. La încărcarea vehiculelor cu energie nouă în condiții de temperatură scăzută, BMS-ul general încălzește mai întâi bateria la o temperatură adecvată înainte de încărcare. Dacă nu este gestionat corespunzător, va duce la o supraîncărcare instantanee a tensiunii, rezultând un scurtcircuit intern și pot apărea fum, incendii sau chiar explozii. Problema siguranței încărcării la temperaturi scăzute a sistemului de baterii al vehiculelor electrice restricționează într-o mare măsură promovarea vehiculelor electrice în regiunile reci.
Gestionarea termică a bateriei este una dintre funcțiile importante ale BMS, în principal pentru a menține bateria în funcțiune într-un interval de temperatură adecvat în orice moment, astfel încât să se mențină cea mai bună stare de funcționare a acesteia. Gestionarea termică a bateriei include în principal funcțiile de răcire, încălzire și egalizare a temperaturii. Funcțiile de răcire și încălzire sunt ajustate în principal pentru impactul posibil al temperaturii ambientale externe asupra bateriei. Egalizarea 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 de alimentare 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 curge prin suprafața bateriei pentru a realiza schimbul de căldură și răcirea. Răcirea cu lichid utilizează, în general, o conductă independentă de agent de răcire pentru a încălzi sau răci bateria de alimentare. În prezent, această metodă este cea mai utilizată în răcire. De exemplu, Tesla și Volt utilizează ambele această metodă de răcire. Sistemul de răcire directă elimină conducta de răcire a bateriei de alimentare și utilizează direct agentul frigorific pentru a răci bateria.
1. Sistem de răcire cu aer:
În primele baterii electrice, datorită capacității lor mici și densității energetice, multe baterii electrice erau răcite prin răcire cu aer. Răcire cu aer (Încălzitor de aer PTC) este împărțită în două categorii: răcire naturală cu aer și răcire cu aer forțat (cu ventilator) și folosește vântul natural sau aerul rece din cabină pentru a răci bateria.
Reprezentanții tipici ai sistemelor răcite cu aer sunt Nissan Leaf, Kia Soul EV etc.; în prezent, bateriile de 48V ale vehiculelor micro-hibride de 48V sunt în general amplasate în habitaclu și sunt răcite prin răcire cu aer. Structura sistemului de răcire cu aer este relativ simplă, tehnologia este relativ matură, iar costul este scăzut. Cu toate acestea, din cauza căldurii limitate absorbite de aer, eficiența schimbului de căldură este scăzută, uniformitatea temperaturii interne a bateriei nu este bună și este dificil să se obțină un control mai precis al temperaturii bateriei. Prin urmare, sistemul de răcire cu aer este în general potrivit pentru situații cu autonomie scurtă de croazieră și greutate redusă a vehiculului.
Este de menționat că, pentru un sistem răcit cu aer, designul conductei de aer joacă un rol vital în efectul de răcire. Conductele de aer sunt împărțite în principal în conducte de aer seriale și conducte de aer paralele. Structura serială este simplă, dar rezistența este mare; structura paralelă este mai complexă și ocupă mai mult spațiu, dar uniformitatea disipării căldurii este bună.
2. Sistem de răcire cu lichid
Modul răcit cu lichid înseamnă că bateria folosește lichid de răcire pentru a schimba căldura (Încălzitor de lichid de răcire PTCLichidul de răcire poate fi împărțit în două tipuri care pot intra în contact direct cu celula bateriei (ulei de siliciu, ulei de ricin etc.) și pot intra în contact cu celula bateriei (apă și etilen glicol etc.) prin canale de apă; în prezent, se utilizează mai mult soluția mixtă de apă și etilen glicol. Sistemul de răcire cu lichid adaugă, în general, un răcitor de lichid pentru a fi cuplat la ciclul de refrigerare, iar căldura bateriei este preluată prin agentul frigorific; componentele sale principale sunt compresorul, răcitorul de lichid și...pompă electrică de apăCa sursă de energie a sistemului de refrigerare, compresorul determină capacitatea de schimb de căldură a întregului sistem. Răcitorul acționează ca un schimbător între agentul frigorific și lichidul de răcire, iar cantitatea de schimb de căldură determină direct temperatura lichidului de răcire. Pompa de apă determină debitul agentului de răcire în conductă. Cu cât debitul este mai mare, cu atât performanța de transfer de căldură este mai bună și invers.
Data publicării: 09 august 2024
