Jako hlavní zdroj energie pro vozidla s novým pohonem mají akumulátory velký význam. Během skutečného používání vozidla čelí akumulátor složitým a proměnlivým provozním podmínkám. Aby se zlepšil dojezd, musí vozidlo uspořádat co nejvíce baterií v určitém prostoru, takže prostor pro bateriový blok ve vozidle je velmi omezený. Baterie během provozu vozidla generuje velké množství tepla, které se časem akumuluje v relativně malém prostoru. Vzhledem k hustému uspořádání článků v bateriovém bloku je také relativně obtížnější do určité míry odvádět teplo ve střední oblasti, což zhoršuje teplotní nerovnováhu mezi články, což snižuje účinnost nabíjení a vybíjení baterie a ovlivňuje její výkon. To způsobuje tepelný únik a ovlivňuje bezpečnost a životnost systému.
Teplota baterie má velký vliv na její výkon, životnost a bezpečnost. Při nízkých teplotách se vnitřní odpor lithium-iontových baterií zvyšuje a kapacita se snižuje. V extrémních případech elektrolyt zamrzne a baterii nelze vybít. Výkon bateriového systému při nízkých teplotách bude výrazně ovlivněn, což má za následek pokles výkonu elektromobilů. Slábnutí výkonu a snížení dojezdu. Při nabíjení vozidel s novými zdroji energie za nízkých teplot systém BMS nejprve zahřeje baterii na vhodnou teplotu před nabíjením. Pokud se s ním nezachází správně, dojde k okamžitému přepětí, což má za následek vnitřní zkrat a dále může dojít ke vzniku kouře, požáru nebo dokonce výbuchu. Problém s bezpečností nabíjení bateriových systémů elektromobilů při nízkých teplotách do značné míry omezuje propagaci elektromobilů v chladných oblastech.
Tepelná regulace baterie je jednou z důležitých funkcí systému BMS, jejímž cílem je udržovat bateriový blok neustále v vhodném teplotním rozsahu, aby se zachoval jeho nejlepší provozní stav. Tepelná regulace baterie zahrnuje především funkce chlazení, ohřevu a vyrovnávání teploty. Funkce chlazení a ohřevu jsou upraveny především s ohledem na možný vliv vnější teploty okolí na baterii. Vyrovnávání teploty se používá ke snížení teplotního rozdílu uvnitř bateriového bloku a k zabránění rychlému vybíjení způsobenému přehřátím určité části baterie.
Obecně řečeno, režimy chlazení baterií se dělí hlavně do tří kategorií: chlazení vzduchem, chlazení kapalinou a přímé chlazení. Režim chlazení vzduchem využívá přirozený vítr nebo chladicí vzduch v prostoru pro cestující, který proudí povrchem baterie, čímž se dosahuje výměny tepla a chlazení. Chlazení kapalinou obvykle používá nezávislé chladicí potrubí k ohřevu nebo chlazení baterie. V současné době je tato metoda chlazení hlavním proudem. Například Tesla a Volt používají tuto metodu chlazení. Systém přímého chlazení eliminuje chladicí potrubí baterie a přímo používá chladivo k chlazení baterie.
1. Systém chlazení vzduchem:
V raných energetických bateriích bylo mnoho baterií kvůli jejich malé kapacitě a hustotě energie chlazeno vzduchem. Chlazení vzduchem (PTC ohřívač vzduchu) se dělí do dvou kategorií: přirozené chlazení vzduchem a nucené chlazení vzduchem (pomocí ventilátoru) a k chlazení baterie využívá přirozený vítr nebo studený vzduch v kabině.
Typickými představiteli vzduchem chlazených systémů jsou Nissan Leaf, Kia Soul EV atd.; v současné době jsou 48V baterie 48V mikrohybridních vozidel obvykle uspořádány v prostoru pro cestující a jsou chlazeny vzduchem. Struktura vzduchem chlazeného systému je relativně jednoduchá, technologie relativně vyspělá a náklady nízké. Vzhledem k omezenému teplu odváděnému vzduchem je však účinnost jeho tepelné výměny nízká, vnitřní teplotní rovnoměrnost baterie není dobrá a je obtížné dosáhnout přesnější regulace teploty baterie. Proto je vzduchem chlazený systém obecně vhodný pro situace s krátkým dojezdem a nízkou hmotností vozidla.
Za zmínku stojí, že u vzduchem chlazeného systému hraje konstrukce vzduchovodu zásadní roli v chladicím účinku. Vzduchovody se dělí hlavně na sériové a paralelní. Sériová struktura je jednoduchá, ale odpor je velký; paralelní struktura je složitější a zabírá více místa, ale rovnoměrnost odvodu tepla je dobrá.
2. Systém chlazení kapalinou
Kapalinou chlazený režim znamená, že baterie používá chladicí kapalinu k výměně tepla (Ohřívač chladicí kapaliny PTC). Chladivo lze rozdělit na dva typy, které mohou přijít do přímého kontaktu s bateriovým článkem (silikonový olej, ricinový olej atd.) a které přicházejí do kontaktu s bateriovým článkem (voda a ethylenglykol atd.) prostřednictvím vodních kanálů; v současné době se více používá směsný roztok vody a ethylenglykolu. Kapalinový chladicí systém obvykle přidává chladič, který se propojí s chladicím cyklem, a teplo z baterie je odváděno chladivem; jeho hlavními součástmi jsou kompresor, chladič a...elektrické vodní čerpadloKompresor, jakožto zdroj energie pro chlazení, určuje tepelnou kapacitu celého systému. Chladič funguje jako prostředník mezi chladivem a chladicí kapalinou a množství tepelné výměny přímo určuje teplotu chladicí kapaliny. Vodní čerpadlo určuje průtok chladicí kapaliny v potrubí. Čím rychlejší je průtok, tím lepší je výkon přenosu tepla a naopak.
Čas zveřejnění: 9. srpna 2024
