Като основен източник на енергия за превозни средства с нова енергия, батериите са от голямо значение за тях. По време на реалната употреба на превозното средство, батерията ще се сблъска със сложни и променливи работни условия. За да се подобри пробегът, превозното средство трябва да разположи колкото се може повече батерии на определено място, така че пространството за батерийния пакет в превозното средство е много ограничено. Батерията генерира много топлина по време на работа на превозното средство и се натрупва в относително малко пространство с течение на времето. Поради гъстото подреждане на клетките в батерийния пакет, също така е относително по-трудно до известна степен да се разсее топлината в средната зона, което изостря температурната неравномерност между клетките, което ще намали ефективността на зареждане и разреждане на батерията и ще повлияе на мощността на батерията; това ще доведе до термично претоварване и ще повлияе на безопасността и живота на системата.
Температурата на батерията има голямо влияние върху нейната производителност, живот и безопасност. При ниска температура вътрешното съпротивление на литиево-йонните батерии ще се увеличи, а капацитетът ще намалее. В екстремни случаи електролитът ще замръзне и батерията няма да може да се разреди. Нискотемпературната производителност на батерийната система ще бъде значително засегната, което ще доведе до намаляване на мощността на електрическите превозни средства. Намаляване на пробега и затихване. При зареждане на превозни средства с нова енергия при ниски температури, общата система за управление на сградата (BMS) първо загрява батерията до подходяща температура преди зареждане. Ако не се борави правилно, това ще доведе до мигновено претоварване, което ще доведе до вътрешно късо съединение и може да възникне дим, пожар или дори експлозия. Проблемът с безопасността на зареждането на батерийните системи на електрически превозни средства при ниски температури ограничава до голяма степен популяризирането на електрически превозни средства в студени региони.
Термичното управление на батерията е една от важните функции в BMS, главно за поддържане на работата на батерията в подходящ температурен диапазон по всяко време, за да се поддържа най-доброто работно състояние на батерията. Термичното управление на батерията включва главно функциите за охлаждане, отопление и изравняване на температурата. Функциите за охлаждане и отопление се регулират главно за евентуалното въздействие на външната температура на околната среда върху батерията. Изравняването на температурата 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 в купето, който преминава през повърхността на батерията, за да се постигне топлообмен и охлаждане. Течното охлаждане обикновено използва независим тръбопровод за охлаждане на батерията. В момента този метод е основният метод за охлаждане. Например, Tesla и Volt използват този метод за охлаждане. Системата за директно охлаждане елиминира охлаждащия тръбопровод на батерията и директно използва хладилен агент за охлаждане на батерията.
1. Система за въздушно охлаждане:
В ранните батерии, поради малкия им капацитет и енергийна плътност, много от тях са се охлаждали чрез въздушно охлаждане. Въздушно охлаждане (PTC нагревател за въздух) е разделено на две категории: естествено въздушно охлаждане и принудително въздушно охлаждане (с помощта на вентилатор) и използва естествен вятър или студен въздух в кабината за охлаждане на батерията.
Типични представители на системите с въздушно охлаждане са Nissan Leaf, Kia Soul EV и др.; в момента 48V батериите на 48V микрохибридните автомобили обикновено са разположени в купето и се охлаждат чрез въздушно охлаждане. Структурата на системата за въздушно охлаждане е сравнително проста, технологията е сравнително зряла, а цената е ниска. Поради ограниченото количество топлина, отвеждано от въздуха, обаче, ефективността на топлообмена е ниска, равномерността на вътрешната температура на батерията не е добра и е трудно да се постигне по-прецизен контрол на температурата на батерията. Следователно, системата за въздушно охлаждане е обикновено подходяща за ситуации с кратък пробег и леко тегло на автомобила.
Струва си да се отбележи, че при система с въздушно охлаждане, дизайнът на въздуховода играе жизненоважна роля за охлаждащия ефект. Въздуховодите се разделят основно на серийни и паралелни. Серийната структура е проста, но съпротивлението е голямо; паралелната структура е по-сложна и заема повече място, но равномерността на разсейване на топлината е добра.
2. Система за течно охлаждане
Режимът с течно охлаждане означава, че батерията използва охлаждаща течност за обмен на топлина (PTC нагревател на охлаждащата течност). Охлаждащата течност може да бъде разделена на два вида, които могат да влизат в директен контакт с клетката на батерията (силиконово масло, рициново масло и др.) и да влизат в контакт с клетката на батерията (вода и етиленгликол и др.) чрез водни канали; понастоящем смесеният разтвор от вода и етиленгликол се използва повече. Системата за течно охлаждане обикновено добавя охладител, който да се свърже с хладилния цикъл, и топлината от батерията се отвежда чрез хладилния агент; основните ѝ компоненти са компресорът, охладителят и...електрическа водна помпаКато източник на енергия за охлаждане, компресорът определя капацитета на топлообмен на цялата система. Чилърите действат като посредник между хладилния агент и охлаждащата течност, а количеството топлообмен директно определя температурата на охлаждащата течност. Водната помпа определя дебита на охлаждащата течност в тръбопровода. Колкото по-бърз е дебитът, толкова по-добри са показателите за топлопренос и обратно.
Време на публикуване: 09.08.2024 г.
