Kot glavni vir energije za nova energetska vozila so akumulatorji zelo pomembni za nova energetska vozila.Med dejansko uporabo vozila se bo baterija soočala s kompleksnimi in spremenljivimi delovnimi pogoji.Za izboljšanje dosega mora vozilo v določenem prostoru razporediti čim več baterij, zato je prostor za baterijski sklop na vozilu zelo omejen.Akumulator med delovanjem vozila proizvaja veliko toplote in se sčasoma akumulira na relativno majhnem prostoru.Zaradi gostega zlaganja celic v baterijskem paketu je tudi razmeroma težje do določene mere odvajati toploto v srednjem območju, kar še poveča temperaturno neskladnost med celicami, kar bo zmanjšalo učinkovitost polnjenja in praznjenja baterije ter vpliva na moč baterije;To bo povzročilo toplotni umik in vplivalo na varnost in življenjsko dobo sistema.
Temperatura akumulatorske baterije ima velik vpliv na njeno delovanje, življenjsko dobo in varnost.Pri nizki temperaturi se bo notranji upor litij-ionskih baterij povečal, zmogljivost pa zmanjšala.V skrajnih primerih bo elektrolit zmrznil in akumulatorja ni mogoče izprazniti.Močno bo prizadeto delovanje akumulatorskega sistema pri nizkih temperaturah, kar bo povzročilo izhodno moč električnih vozil.Zbledenje in zmanjšanje obsega.Pri polnjenju novih energijskih vozil pri nizkih temperaturah splošni BMS pred polnjenjem najprej segreje baterijo na primerno temperaturo.Če z njim ne ravnate pravilno, bo prišlo do trenutnega prenapetosti, kar bo povzročilo notranji kratek stik in lahko pride do nadaljnjega dima, požara ali celo eksplozije.Problem varnosti polnjenja pri nizkih temperaturah akumulatorskega sistema električnih vozil v veliki meri omejuje promocijo električnih vozil v hladnih regijah.
Toplotno upravljanje baterije je ena od pomembnih funkcij v BMS, predvsem za ohranjanje delovanja baterije v ustreznem temperaturnem območju ves čas, da se ohrani najboljše delovno stanje baterije.Toplotno upravljanje baterije vključuje predvsem funkcije hlajenja, ogrevanja in izenačevanja temperature.Funkciji hlajenja in ogrevanja sta prilagojeni predvsem morebitnemu vplivu zunanje temperature okolja na baterijo.Izenačitev temperature se uporablja za zmanjšanje temperaturne razlike znotraj paketa baterij in preprečevanje hitrega razpada zaradi pregretja določenega dela baterije.
Na splošno so načini hlajenja električnih baterij v glavnem razdeljeni v tri kategorije: zračno hlajenje, tekočinsko hlajenje in neposredno hlajenje.Način zračnega hlajenja uporablja naravni veter ali hladilni zrak v potniškem prostoru, ki teče skozi površino baterije, da doseže izmenjavo toplote in hlajenje.Tekočinsko hlajenje običajno uporablja neodvisen cevovod hladilne tekočine za ogrevanje ali hlajenje napajalne baterije.Trenutno je ta metoda glavni tok hlajenja.Tesla in Volt na primer uporabljata ta način hlajenja.Sistem neposrednega hlajenja odpravlja hladilni cevovod napajalne baterije in neposredno uporablja hladilno sredstvo za hlajenje napajalne baterije.
1. Sistem zračnega hlajenja:
V zgodnjih napajalnih baterijah je bilo zaradi njihove majhne kapacitete in energijske gostote veliko napajalnih baterij hlajeno z zračnim hlajenjem.Zračno hlajenje (PTC grelnik zraka) je razdeljen v dve kategoriji: naravno hlajenje z zrakom in prisilno hlajenje z zrakom (z uporabo ventilatorja) in za hlajenje baterije uporablja naravni veter ali hladen zrak v kabini.
Tipični predstavniki zračno hlajenih sistemov so Nissan Leaf, Kia Soul EV itd.;trenutno so 48-voltne baterije 48-voltnih mikrohibridnih vozil na splošno nameščene v potniškem prostoru in se hladijo z zračnim hlajenjem.Struktura zračnega hladilnega sistema je relativno preprosta, tehnologija je relativno zrela, stroški pa nizki.Vendar pa je zaradi omejene toplote, ki jo odvzame zrak, njegova učinkovitost izmenjave toplote nizka, enakomernost notranje temperature baterije ni dobra in težko je doseči natančnejši nadzor temperature baterije.Zato je sistem zračnega hlajenja na splošno primeren za situacije s kratkim križarjenjem in majhno težo vozila.
Treba je omeniti, da ima pri zračno hlajenem sistemu zasnova zračnega kanala ključno vlogo pri hladilnem učinku.Zračne kanale v glavnem delimo na serijske zračne kanale in vzporedne zračne kanale.Serijska struktura je preprosta, vendar je odpornost velika;vzporedna struktura je bolj zapletena in zavzame več prostora, vendar je enakomernost odvajanja toplote dobra.
2. Tekočinski hladilni sistem
Način hlajenja s tekočino pomeni, da baterija za izmenjavo toplote uporablja hladilno tekočino (PTC grelnik hladilne tekočine).Hladilno tekočino lahko razdelimo na dve vrsti, ki sta lahko v neposrednem stiku z baterijsko celico (silicijevo olje, ricinusovo olje itd.) in v stiku z baterijsko celico (voda in etilenglikol itd.) skozi vodne kanale;trenutno se bolj uporablja mešana raztopina vode in etilenglikola.Sistem za hlajenje s tekočino običajno doda hladilno napravo, ki se poveže s hladilnim ciklom, toplota baterije pa se odvzame s hladilnim sredstvom;njegove glavne komponente so kompresor, hladilnik inelektrična vodna črpalka.Kompresor kot vir energije za hlajenje določa zmogljivost toplotne izmenjave celotnega sistema.Hladilnik deluje kot izmenjava med hladilnim sredstvom in hladilno tekočino, količina toplotne izmenjave pa neposredno določa temperaturo hladilne tekočine.Vodna črpalka določa pretok hladilne tekočine v cevovodu.Hitrejši kot je pretok, boljši je prenos toplote in obratno.
Čas objave: 30. maj 2023
