Значението на батериите като основен източник на енергия за превозни средства с нова енергия е очевидно. При реална употреба на превозни средства, батериите ще се сблъскват със сложни и разнообразни експлоатационни условия. За да се подобри пробегът, превозните средства трябва да разположат колкото се може повече батерийни клетки на определено място, така че пространството за батерийния пакет в превозното средство е много ограничено. Батериите генерират голямо количество топлина по време на работа на превозното средство и се натрупват с течение на времето в относително малки пространства. Поради плътното подреждане на батерийните клетки вътре в батерийния пакет, това също така затруднява относително разсейването на топлината в средната зона, което изостря температурната неравномерност между клетките. В резултат на това се намалява ефективността на зареждане и разреждане на батерията и се отразява на нейната мощност; В тежки случаи това може да доведе и до термично прегряване, което влияе на безопасността и живота на системата.
Температурата на батериите има значително влияние върху тяхната производителност, живот и безопасност. При ниски температури, литиево-йонните батерии могат да претърпят увеличение на вътрешното съпротивление и намаляване на капацитета. В екстремни случаи това може да доведе до замръзване на електролита и невъзможност за разреждане на батерията. Нискотемпературната производителност на батерийната система е силно засегната, което води до намаляване на мощността и намален пробег на електрически превозни средства. При зареждане на превозни средства с нова енергия при ниски температури, системата за управление на сградата (BMS) обикновено загрява батерията до подходяща температура преди зареждане. Ако не се борави правилно, това може да причини мигновено презареждане, което води до вътрешни къси съединения, а това може допълнително да доведе до димене, пожар и дори експлозии. Проблемите с безопасността при нискотемпературно зареждане в батерийните системи на електрически превозни средства значително ограничиха популяризирането на електрическите превозни средства в студени региони.
Управление на температурата на батериятае една от важните функции в BMS, главно за да се гарантира, че батерията винаги може да работи в подходящ температурен диапазон, като по този начин се поддържа оптималното работно състояние на батерията.термично управление на батериитеВключва главно функции като охлаждане, отопление и температурен баланс. Функциите за охлаждане и отопление се регулират главно според възможното въздействие на външната температура върху батерията. Температурният баланс се използва за намаляване на температурната разлика вътре в батерията и предотвратяване на бързото разреждане, причинено от прегряване на определена част от батерията.
Най-общо казано, режимите на охлаждане на батериите се разделят основно на три категории: въздушно охлаждане, течно охлаждане и директно охлаждане. Режимът на въздушно охлаждане използва естествен вятър или охлаждащ въздух от купето, за да премине през повърхността на батерията за топлообмен и охлаждане. Течното охлаждане обикновено използва независими тръбопроводи за охлаждане на батериите. В момента този метод е основният за охлаждане, както се използва от Tesla и Volt. Системата за директно охлаждане елиминира охлаждащия тръбопровод на батерията и директно използва хладилен агент за охлаждане на батерията.
1. Система за въздушно охлаждане:
Поради малкия си капацитет и енергийна плътност, ранните батерии често са били охлаждани с въздушно охлаждане. Въздушното охлаждане се разделя на две категории: естествено въздушно охлаждане и принудително въздушно охлаждане (с помощта на вентилатори), които използват естествен въздух или студен въздух от кабината за охлаждане на батерията.
Типични представители на системите с въздушно охлаждане включват Nissan Leaf, Kia Soul EV и др. В момента 48V батериите на 48V микрохибридни превозни средства обикновено са разположени в купето и се охлаждат чрез въздушно охлаждане. Диаграмата на пътя на въздушното охлаждане на определена батерия е показана на Фигура 2. Структурата на системата с въздушно охлаждане е сравнително проста, технологията е сравнително зряла, а цената е сравнително ниска. Поради ограниченото количество топлина, отвеждано от въздуха, обаче, ефективността на топлопреминаване е ниска, а вътрешната температурна равномерност на батерията е лоша, което затруднява постигането на прецизен контрол на температурата на батерията. Следователно, системите с въздушно охлаждане обикновено са подходящи за ситуации с кратък пробег и леко тегло на превозното средство.
2. Система за течно охлаждане
Режимът на течно охлаждане се отнася до използването на охлаждаща течност в батерията за топлообмен, а схематичната му диаграма е показана на Фигура 3. Охлаждащата течност се разделя на два вида: директен контакт с клетките на батерията (силиконово масло, рициново масло и др.) и контакт с клетките на батерията чрез водни канали (вода и етиленгликол и др.). В момента често се използват смесени разтвори от вода и етиленгликол. Системите за течно охлаждане обикновено добавят охладител, свързан с хладилния цикъл, който отвежда топлината от батерията чрез хладилния агент. Основните му компоненти са компресорът, охладителят и...водна помпаКомпресорът, като източник на енергия за охлаждане, определя капацитета на топлопреминаване на цялата система. Чилърите играят роля в обмена на хладилен агент и охлаждаща течност, а количеството топлообмен директно определя температурата на охлаждащата течност. Водната помпа определя дебита на охлаждащата течност в тръбопровода и колкото по-бърз е дебитът, толкова по-добри са показателите на топлопреминаване и обратно.
3. Система за директно охлаждане:
Директната охладителна система използва хладилния агент на климатичната система за директно охлаждане на батерията, както е показано на Фигура 11. Изпарителят на климатичната система е директно инсталиран в акумулаторната система и хладилният агент се изпарява в изпарителя, за да отведе директно топлината, генерирана от акумулаторната система, като по този начин се постига по-бърз и по-ефективен процес на охлаждане. В момента има сравнително малко модели, които използват директно охлаждане, като най-типичният е BMW i3. Поради липсата на междинен топлообмен между течностите, хладилната система има компактна структура, по-висока ефективност на охлаждане (3-4 пъти по-висока от течното охлаждане) и сравнително по-ниска цена. Проблемът обаче се състои във факта, че поради газо-течното преобразуване на хладилния агент в тръбопровода, управлението на цялата система е сравнително сложно и равномерността на температурата е лоша. Освен това има високи изисквания за устойчивост на високо налягане и уплътняване на системата, което представлява значителен риск за приложението ѝ в цялото превозно средство.
Време на публикуване: 27 март 2026 г.
