Dôležitosť batérií ako hlavného zdroja energie pre vozidlá s novými zdrojmi energie je samozrejmá. Pri skutočnom používaní vozidiel bude batéria čeliť zložitým a rozmanitým prevádzkovým podmienkam. Aby sa zlepšil dojazd, vozidlá musia umiestniť čo najviac batériových článkov na určité miesto, takže priestor pre batériový blok vo vozidle je veľmi obmedzený. Batérie počas prevádzky vozidla generujú veľké množstvo tepla a časom sa hromadí v relatívne malých priestoroch. V dôsledku hustého ukladania batériových článkov vo vnútri batériového bloku je tiež relatívne ťažké odvádzať teplo v strednej oblasti, čo zhoršuje teplotnú nekonzistentnosť medzi článkami. V dôsledku toho sa zníži účinnosť nabíjania a vybíjania batérie a ovplyvní sa jej výkon; v závažných prípadoch to môže viesť aj k tepelnému úniku, čo ovplyvní bezpečnosť a životnosť systému.
Teplota batérií má významný vplyv na ich výkon, životnosť a bezpečnosť. Pri nízkych teplotách môže dôjsť k zvýšeniu vnútorného odporu lítium-iónových batérií a zníženiu kapacity. V extrémnych prípadoch to môže viesť k zamrznutiu elektrolytu a neschopnosti batérie sa vybiť. Výkon batériového systému pri nízkych teplotách je výrazne ovplyvnený, čo má za následok pokles výkonu a zníženie dojazdu elektrických vozidiel. Pri nabíjaní vozidiel s novými energetickými zdrojmi za nízkych teplôt systém BMS zvyčajne pred nabíjaním zahreje batériu na vhodnú teplotu. Ak sa s ním nezaobchádza správne, môže to spôsobiť okamžité prebitie napätím, čo vedie k vnútorným skratom, ktoré môžu ďalej viesť k dymeniu, požiaru a dokonca aj k výbuchom. Bezpečnostné problémy s nabíjaním batériových systémov elektrických vozidiel pri nízkych teplotách výrazne obmedzili propagáciu elektrických vozidiel v chladných oblastiach.
Tepelná správa batérieje jednou z dôležitých funkcií v systéme BMS, najmä preto, aby sa zabezpečilo, že batériový zdroj môže vždy fungovať vo vhodnom teplotnom rozsahu, čím sa udržiava optimálny prevádzkový stav batériového zdroja.tepelná správa batériíZahŕňa hlavne funkcie ako chladenie, vykurovanie a vyrovnávanie teploty. Funkcie chladenia a vykurovania sa upravujú najmä podľa možného vplyvu vonkajšej teploty prostredia na batériu. Vyrovnávanie teploty sa používa na zníženie teplotného rozdielu vo vnútri batérie a na zabránenie rýchleho vybitia spôsobeného prehriatím určitej časti batérie.
Vo všeobecnosti sa režimy chladenia batérií delia do troch kategórií: vzduchové chladenie, kvapalinové chladenie a priame chladenie. Režim vzduchového chladenia využíva prirodzený vietor alebo chladiaci vzduch z priestoru pre cestujúcich, ktorý prechádza cez povrch batérie na výmenu tepla a chladenie. Kvapalné chladenie vo všeobecnosti využíva nezávislé potrubia chladiacej kvapaliny na ohrev alebo chladenie batérií. V súčasnosti je táto metóda hlavným prúdom chladenia, akú používajú spoločnosti Tesla a Volt. Systém priameho chladenia eliminuje chladiace potrubie batérie a priamo používa chladivo na chladenie batérie.
1. Systém chladenia vzduchom:
Skoré výkonové batérie boli kvôli svojej malej kapacite a hustote energie často chladené vzduchom. Chladenie vzduchom sa delí na dve kategórie: prirodzené chladenie vzduchom a nútené chladenie vzduchom (pomocou ventilátorov), ktoré na chladenie batérie využíva prirodzený vzduch alebo studený vzduch z kabíny.
Medzi typických predstaviteľov vzduchom chladených systémov patria Nissan Leaf, Kia Soul EV atď. V súčasnosti sú 48V batérie 48V mikrohybridných vozidiel zvyčajne umiestnené v priestore pre cestujúcich a chladené vzduchom. Schéma cesty chladenia vzduchom určitej batérie je znázornená na obrázku 2. Štruktúra vzduchom chladeného systému je relatívne jednoduchá, technológia je relatívne vyspelá a náklady sú relatívne nízke. Avšak kvôli obmedzenému teplu odvádzanému vzduchom je jeho účinnosť prenosu tepla nízka a rovnomernosť vnútornej teploty batérie je slabá, čo sťažuje dosiahnutie presnej regulácie teploty batérie. Preto sú vzduchom chladené systémy vo všeobecnosti vhodné pre situácie s krátkym dojazdom a nízkou hmotnosťou vozidla.
2. Systém chladenia kvapalinou
Režim kvapalinového chladenia sa vzťahuje na batériu pomocou chladiacej kvapaliny na výmenu tepla a jeho schematický diagram je znázornený na obrázku 3. Chladiaca kvapalina sa delí na dva typy: priamy kontakt s článkami batérie (silikónový olej, ricínový olej atď.) a kontakt s článkami batérie cez vodné kanály (voda a etylénglykol atď.). V súčasnosti sa bežne používajú zmiešané roztoky vody a etylénglykolu. Systémy kvapalinového chladenia vo všeobecnosti pridávajú chladič spojený s chladiacim cyklom, ktorý odvádza teplo z batérie prostredníctvom chladiva. Jeho hlavnými komponentmi sú kompresor, chladič a...vodné čerpadloKompresor ako zdroj energie pre chladenie určuje kapacitu prenosu tepla celého systému. Chladič zohráva úlohu pri výmene chladiva a chladiacej kvapaliny a množstvo výmeny tepla priamo určuje teplotu chladiacej kvapaliny. Vodné čerpadlo určuje prietok chladiacej kvapaliny v potrubí a čím rýchlejší je prietok, tým lepší je výkon prenosu tepla a naopak.
3. Priamy chladiaci systém:
Priamy chladiaci systém využíva chladivo z klimatizačného systému na priame chladenie batérie, ako je znázornené na obrázku 11. Výparník klimatizačného systému je priamo nainštalovaný v batériovom systéme a chladivo sa vo výparníku odparuje, aby sa priamo odvádzalo teplo generované batériovým systémom, čím sa dosahuje rýchlejší a efektívnejší proces chladenia. V súčasnosti existuje relatívne málo modelov, ktoré používajú priame chladenie, pričom najtypickejším je BMW i3. Vzhľadom na absenciu medzivýmeny tepla medzi kvapalinami má chladiaci systém kompaktnú štruktúru, vyššiu účinnosť chladenia (3-4-krát vyššiu ako pri kvapalinovom chladení) a relatívne nižšie náklady. Problém však spočíva v tom, že v dôsledku premeny plyn-kvapalina chladiva v potrubí je riadenie celého systému relatívne zložité a rovnomernosť teploty je slabá. Má tiež vysoké požiadavky na odolnosť voči vysokému tlaku a tesnenie systému, čo predstavuje značné riziko pre jeho použitie v celom vozidle.
Čas uverejnenia: 27. marca 2026
