Ako hlavný zdroj energie pre vozidlá s novým energetickým systémom majú batérie veľký význam. Počas skutočného používania vozidla bude batéria čeliť zložitým a premenlivým prevádzkovým podmienkam. Aby sa zlepšil dojazd, vozidlo musí umiestniť čo najviac batérií na určité miesto, takže priestor pre batériový blok vo vozidle je veľmi obmedzený. Batéria počas prevádzky vozidla generuje veľa tepla a časom sa akumuluje na relatívne malom priestore. Vzhľadom na husté uloženie článkov v batériovom bloku je tiež relatívne ťažšie do určitej miery odvádzať teplo v strednej oblasti, čo zhoršuje teplotnú nekonzistentnosť medzi článkami, čo znižuje účinnosť nabíjania a vybíjania batérie a ovplyvňuje výkon batérie; spôsobuje tepelný únik a ovplyvňuje bezpečnosť a životnosť systému.
Teplota batérie má veľký vplyv na jej výkon, životnosť a bezpečnosť. Pri nízkej teplote sa vnútorný odpor lítium-iónových batérií zvyšuje a kapacita sa znižuje. V extrémnych prípadoch elektrolyt zamrzne a batériu nie je možné vybiť. Výkon batériového systému pri nízkych teplotách bude výrazne ovplyvnený, čo bude mať za následok pokles výkonu elektrických vozidiel. Slabnutie výkonu a zníženie dojazdu. Pri nabíjaní vozidiel s novou energiou pri nízkych teplotách systém BMS najprv zahreje batériu na vhodnú teplotu pred nabíjaním. Ak sa s ním nezaobchádza správne, dôjde k okamžitému prebitiu napätia, čoho výsledkom bude vnútorný skrat a môže dôjsť k ďalšiemu dymu, požiaru alebo dokonca výbuchu. Problém s bezpečnosťou nabíjania batériových systémov elektrických vozidiel pri nízkych teplotách do značnej miery obmedzuje propagáciu elektrických vozidiel v chladných oblastiach.
Tepelná regulácia batérie je jednou z dôležitých funkcií systému BMS, najmä preto, aby batéria neustále pracovala vo vhodnom teplotnom rozsahu, aby sa zachoval jej čo najlepší prevádzkový stav. Tepelná regulácia batérie zahŕňa najmä funkcie chladenia, ohrevu a vyrovnávania teploty. Funkcie chladenia a ohrevu sú prispôsobené najmä možnému vplyvu vonkajšej teploty okolia na batériu. Vyrovnávanie teploty sa používa na zníženie teplotného rozdielu vo vnútri batérie a na zabránenie rýchleho opotrebovania 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 v priestore pre cestujúcich, ktorý prúdi cez povrch batérie na dosiahnutie výmeny tepla a chladenia. Kvapalné chladenie vo všeobecnosti používa nezávislé chladiace potrubie na ohrev alebo chladenie batérie. V súčasnosti je táto metóda hlavným prúdom chladenia. Túto metódu chladenia používajú napríklad spoločnosti Tesla a Volt. Systém priameho chladenia eliminuje chladiace potrubie batérie a priamo používa chladivo na chladenie batérie.
1. Systém chladenia vzduchom:
V raných batériách boli mnohé batérie kvôli ich malej kapacite a hustote energie chladené vzduchom. Chladenie vzduchom (PTC ohrievač vzduchu) sa delí na dve kategórie: prirodzené chladenie vzduchom a nútené chladenie vzduchom (pomocou ventilátora) a na chladenie batérie využíva prirodzený vietor alebo studený vzduch v kabíne.
Typickými predstaviteľmi vzduchom chladených systémov sú Nissan Leaf, Kia Soul EV atď.; v súčasnosti sú 48V batérie 48V mikrohybridných vozidiel zvyčajne umiestnené v priestore pre cestujúcich a sú chladené vzduchom. Štruktúra vzduchom chladeného systému je relatívne jednoduchá, technológia je relatívne vyspelá a náklady sú nízke. Avšak kvôli obmedzenému teplu odvádzanému vzduchom je jeho účinnosť výmeny tepla nízka, rovnomernosť vnútornej teploty batérie nie je dobrá a je ťažké dosiahnuť presnejšiu reguláciu teploty batérie. Preto je vzduchom chladený systém vo všeobecnosti vhodný pre situácie s krátkym dojazdom a nízkou hmotnosťou vozidla.
Za zmienku stojí, že v prípade vzduchom chladeného systému zohráva konštrukcia vzduchovodu dôležitú úlohu v chladiacom účinku. Vzduchovody sa delia hlavne na sériové vzduchovody a paralelné vzduchovody. Sériová štruktúra je jednoduchá, ale odpor je veľký; paralelná štruktúra je zložitejšia a zaberá viac miesta, ale rovnomernosť odvodu tepla je dobrá.
2. Systém chladenia kvapalinou
Režim chladenia kvapalinou znamená, že batéria používa chladiacu kvapalinu na výmenu tepla (Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC). Chladiacu kvapalinu možno rozdeliť na dva typy, ktoré môžu priamo prichádzať do kontaktu s batériovým článkom (silikónový olej, ricínový olej atď.) a ktoré môžu prichádzať do kontaktu s batériovým článkom (voda a etylénglykol atď.) cez vodné kanály; v súčasnosti sa viac používa zmiešaný roztok vody a etylénglykolu. Systém kvapalinového chladenia vo všeobecnosti pridáva chladič, ktorý sa spája s chladiacim cyklom, a teplo z batérie sa odvádza cez chladivo; jeho hlavnými komponentmi sú kompresor, chladič a...elektrické vodné čerpadloAko zdroj energie pre chladenie určuje kompresor tepelnú výmennú kapacitu celého systému. Chladič slúži ako výmenník medzi chladivom a chladiacou kvapalinou a množstvo tepelnej výmeny priamo určuje teplotu chladiacej kvapaliny. Vodné čerpadlo určuje prietok chladiacej kvapaliny v potrubí. Čím rýchlejší je prietok, tým lepší je prenos tepla a naopak.
Čas uverejnenia: 9. augusta 2024
