Pomen baterij kot glavnega vira energije za vozila z novo energijo je samoumeven. Pri dejanski uporabi vozil se bodo baterije soočale s kompleksnimi in raznolikimi obratovalnimi pogoji. Da bi izboljšali doseg vožnje, morajo vozila razporediti čim več baterijskih celic v določenem prostoru, zato je prostor za baterijski sklop v vozilu zelo omejen. Baterije med delovanjem vozila proizvajajo veliko količino toplote in se sčasoma kopičijo v relativno majhnih prostorih. Zaradi gostega zlaganja baterijskih celic znotraj baterijskega sklopa je tudi relativno težko odvajati toploto v srednjem območju, kar poslabša temperaturno neskladje med celicami. Posledično se zmanjša učinkovitost polnjenja in praznjenja baterije ter vpliva na njeno moč; v hujših primerih lahko povzroči tudi toplotni pobeg, kar vpliva na varnost in življenjsko dobo sistema.
Temperatura baterij ima pomemben vpliv na njihovo delovanje, življenjsko dobo in varnost. Pri nizkih temperaturah se lahko notranji upor litij-ionskih baterij poveča, kapaciteta pa zmanjša. V skrajnih primerih lahko to povzroči zmrzovanje elektrolita in nezmožnost praznjenja baterije. Zmogljivost baterijskega sistema pri nizkih temperaturah je močno prizadeta, kar povzroči zmanjšanje izhodne moči in zmanjšan doseg električnih vozil. Pri polnjenju vozil z novo energijo pri nizkih temperaturah sistem BMS običajno segreje baterijo na primerno temperaturo pred polnjenjem. Če se z njo ne ravna pravilno, lahko povzroči takojšnjo prenapetost, kar povzroči notranje kratke stike, kar lahko dodatno povzroči dimljenje, požar in celo eksplozije. Varnostna vprašanja polnjenja baterijskih sistemov električnih vozil pri nizkih temperaturah so močno omejila promocijo električnih vozil v hladnih regijah.
Upravljanje temperature baterijeje ena od pomembnih funkcij v sistemu BMS, predvsem zagotavljanje, da lahko baterijski sklop vedno deluje v ustreznem temperaturnem območju, s čimer se ohranja optimalno delovno stanje baterijskega sklopa.termično upravljanje baterijVključuje predvsem funkcije, kot so hlajenje, ogrevanje in uravnoteženje temperature. Funkciji hlajenja in ogrevanja se prilagajata predvsem glede na morebiten vpliv zunanje temperature okolja na baterijo. Uravnoteženje temperature se uporablja za zmanjšanje temperaturne razlike v baterijskem sklopu in preprečevanje hitrega razpadanja zaradi pregrevanja določenega dela baterije.
Na splošno so načini hlajenja baterij razdeljeni v tri kategorije: zračno hlajenje, tekoče hlajenje in neposredno hlajenje. Pri zračnem hlajenju se za izmenjavo toplote in hlajenje skozi površino baterije prehaja naravni veter ali hladilni zrak iz potniške kabine. Tekočinsko hlajenje običajno uporablja neodvisne cevi za hladilno tekočino za ogrevanje ali hlajenje baterij. Trenutno je ta metoda glavna metoda hlajenja, ki jo uporabljata Tesla in Volt. Sistem neposrednega hlajenja odpravlja hladilno cev baterije in za hlajenje baterije neposredno uporablja hladilno sredstvo.
1. Sistem zračnega hlajenja:
Zgodnje baterije so bile zaradi svoje majhne kapacitete in gostote energije pogosto hlajene z zrakom. Zračno hlajenje je razdeljeno na dve kategoriji: naravno hlajenje z zrakom in prisilno hlajenje z zrakom (z ventilatorji), ki za hlajenje baterije uporablja naravni zrak ali hladen zrak iz kabine.
Tipični predstavniki zračnega hlajenja so Nissan Leaf, Kia Soul EV itd. Trenutno so 48V baterije 48V mikro hibridnih vozil običajno nameščene v potniški kabini in hlajene z zračnim hlajenjem. Diagram poti zračnega hlajenja določene baterije je prikazan na sliki 2. Struktura zračnega hlajenja sistema je relativno preprosta, tehnologija relativno zrela, stroški pa relativno nizki. Vendar pa je zaradi omejene toplote, ki jo odvaja zrak, učinkovitost prenosa toplote nizka, enakomernost notranje temperature baterije pa slaba, zaradi česar je težko doseči natančen nadzor temperature baterije. Zato so zračno hlajeni sistemi na splošno primerni za situacije s kratkim dosegom in majhno težo vozila.
2. Sistem tekočinskega hlajenja
Način tekočinskega hlajenja se nanaša na uporabo hladilne tekočine v bateriji za izmenjavo toplote, njegov shematski diagram pa je prikazan na sliki 3. Hladilno sredstvo je razdeljeno na dve vrsti: neposreden stik z baterijskimi celicami (silikonsko olje, ricinusovo olje itd.) in stik z baterijskimi celicami prek vodnih kanalov (voda in etilen glikol itd.). Trenutno se pogosto uporabljajo mešane raztopine vode in etilen glikola. Sistemi tekočinskega hlajenja običajno dodajo hladilnik, povezan s hladilnim ciklom, ki odvaja toploto iz baterije prek hladilnega sredstva. Njegove glavne komponente so kompresor, hladilnik in ...vodna črpalkaKompresor kot vir energije za hlajenje določa zmogljivost prenosa toplote celotnega sistema. Hladilnik igra vlogo pri izmenjavi hladilnega in hladilnega sredstva, količina izmenjane toplote pa neposredno določa temperaturo hladilnega sredstva. Vodna črpalka določa pretok hladilnega sredstva v cevovodu, in hitrejši kot je pretok, boljši je prenos toplote in obratno.
3. Sistem neposrednega hlajenja:
Sistem neposrednega hlajenja uporablja hladilno sredstvo klimatske naprave za neposredno hlajenje akumulatorja, kot je prikazano na sliki 11. Uparjalnik klimatske naprave je neposredno nameščen v akumulatorskem sistemu, hladilno sredstvo pa v uparjalniku izhlapeva, da neposredno odstrani toploto, ki jo ustvari akumulatorski sistem, s čimer se doseže hitrejši in učinkovitejši postopek hlajenja. Trenutno je relativno malo modelov, ki uporabljajo neposredno hlajenje, najpogostejši pa je BMW i3. Zaradi odsotnosti vmesne izmenjave toplote med tekočinami ima hladilni sistem kompaktno strukturo, večjo učinkovitost hlajenja (3-4-krat večjo kot pri hlajenju s tekočino) in relativno nižje stroške. Težava pa je v tem, da je zaradi pretvorbe hladilnega sredstva v cevovod plin-tekočina krmiljenje celotnega sistema relativno zapleteno in enakomernost temperature slaba. Poleg tega ima visoke zahteve glede odpornosti na visok tlak in tesnjenja sistema, kar predstavlja veliko tveganje za njegovo uporabo v celotnem vozilu.
Čas objave: 27. marec 2026
