Com a principal font d'energia dels vehicles de nova energia, les bateries són de gran importància per a aquests vehicles. Durant l'ús real del vehicle, la bateria s'enfrontarà a condicions de treball complexes i canviants. Per tal de millorar l'autonomia de creuer, el vehicle necessita disposar tantes bateries com sigui possible en un espai determinat, de manera que l'espai per a la bateria al vehicle és molt limitat. La bateria genera molta calor durant el funcionament del vehicle i s'acumula en un espai relativament petit amb el temps. A causa de la densa apilament de cel·les a la bateria, també és relativament més difícil dissipar la calor a la zona central fins a cert punt, cosa que agreuja la inconsistència de temperatura entre les cel·les, cosa que reduirà l'eficiència de càrrega i descàrrega de la bateria i afectarà la potència de la bateria; provocarà un embalament tèrmic i afectarà la seguretat i la vida útil del sistema.
La temperatura de la bateria té una gran influència en el seu rendiment, vida útil i seguretat. A baixa temperatura, la resistència interna de les bateries de ions de liti augmentarà i la capacitat disminuirà. En casos extrems, l'electròlit es congelarà i la bateria no es podrà descarregar. El rendiment a baixa temperatura del sistema de bateria es veurà molt afectat, cosa que provocarà el rendiment de potència dels vehicles elèctrics. Esvaïment i reducció de l'autonomia. Quan es carrega vehicles de nova energia en condicions de baixa temperatura, el BMS general primer escalfa la bateria a una temperatura adequada abans de carregar-la. Si no es gestiona correctament, es produirà una sobrecàrrega de tensió instantània, cosa que provocarà un curtcircuit intern i es pot produir més fum, incendi o fins i tot explosions. El problema de seguretat de càrrega a baixa temperatura del sistema de bateries de vehicles elèctrics restringeix en gran mesura la promoció de vehicles elèctrics a les regions fredes.
La gestió tèrmica de la bateria és una de les funcions importants del BMS, principalment per mantenir la bateria funcionant en un rang de temperatura adequat en tot moment, per tal de mantenir el millor estat de funcionament de la bateria. La gestió tèrmica de la bateria inclou principalment les funcions de refrigeració, calefacció i equalització de la temperatura. Les funcions de refrigeració i calefacció s'ajusten principalment al possible impacte de la temperatura ambient externa sobre la bateria. L'equalització de la temperatura s'utilitza per reduir la diferència de temperatura dins de la bateria i evitar la deterioració ràpida causada pel sobreescalfament d'una determinada part de la bateria.
En general, els modes de refrigeració de les bateries de potència es divideixen principalment en tres categories: refrigeració per aire, refrigeració líquida i refrigeració directa. El mode de refrigeració per aire utilitza el vent natural o l'aire de refrigeració de l'habitacle per fluir a través de la superfície de la bateria per aconseguir l'intercanvi de calor i el refredament. La refrigeració líquida generalment utilitza una canonada de refrigerant independent per escalfar o refredar la bateria de potència. Actualment, aquest mètode és el corrent principal de refrigeració. Per exemple, Tesla i Volt utilitzen aquest mètode de refrigeració. El sistema de refrigeració directa elimina la canonada de refrigeració de la bateria de potència i utilitza refrigerant directament per refredar la bateria de potència.
1. Sistema de refrigeració per aire:
En les primeres bateries de potència, a causa de la seva petita capacitat i densitat d'energia, moltes bateries de potència es refredaven per aire. Refrigeració per aire (Escalfador d'aire PTC) es divideix en dues categories: refrigeració per aire natural i refrigeració per aire forçat (mitjançant ventilador), i utilitza vent natural o aire fred a la cabina per refredar la bateria.
Els representants típics dels sistemes de refrigeració per aire són el Nissan Leaf, el Kia Soul EV, etc.; actualment, les bateries de 48 V dels vehicles microhíbrids de 48 V generalment es disposen a l'habitacle i es refreden mitjançant refrigeració per aire. L'estructura del sistema de refrigeració per aire és relativament senzilla, la tecnologia és relativament madura i el cost és baix. Tanmateix, a causa de la calor limitada que absorbeix l'aire, la seva eficiència d'intercanvi de calor és baixa, la uniformitat de la temperatura interna de la bateria no és bona i és difícil aconseguir un control més precís de la temperatura de la bateria. Per tant, el sistema de refrigeració per aire és generalment adequat per a situacions amb un abast de creuer curt i un pes lleuger del vehicle.
Val a dir que per a un sistema refrigerat per aire, el disseny del conducte d'aire juga un paper vital en l'efecte de refrigeració. Els conductes d'aire es divideixen principalment en conductes d'aire en sèrie i conductes d'aire paral·lels. L'estructura en sèrie és senzilla, però la resistència és gran; l'estructura paral·lela és més complexa i ocupa més espai, però la uniformitat de dissipació de calor és bona.
2. Sistema de refrigeració líquida
El mode de refrigeració líquida significa que la bateria utilitza líquid refrigerant per intercanviar calor (Escalfador de refrigerant PTC). El refrigerant es pot dividir en dos tipus que poden entrar en contacte directe amb la cel·la de la bateria (oli de silici, oli de ricí, etc.) i entrar en contacte amb la cel·la de la bateria (aigua i etilenglicol, etc.) a través de canals d'aigua; actualment, s'utilitza més la solució mixta d'aigua i etilenglicol. El sistema de refrigeració líquida generalment afegeix un refrigerador per acoblar-se al cicle de refrigeració, i la calor de la bateria s'elimina a través del refrigerant; els seus components principals són el compressor, el refrigerador i elbomba d'aigua elèctricaCom a font d'energia de la refrigeració, el compressor determina la capacitat d'intercanvi de calor de tot el sistema. El refrigerador actua com a intercanviador entre el refrigerant i el líquid refrigerant, i la quantitat d'intercanvi de calor determina directament la temperatura del líquid refrigerant. La bomba d'aigua determina el cabal del refrigerant a la canonada. Com més ràpid sigui el cabal, millor serà el rendiment de transferència de calor i viceversa.
Data de publicació: 09-08-2024
