Není pochyb o tom, že teplotní faktor má zásadní vliv na výkon, životnost a bezpečnost baterií. Obecně se očekává, že bateriový systém bude pracovat v rozsahu 15~35 ℃, aby se dosáhlo nejlepšího výstupního a vstupního výkonu, maximální dostupné energie a nejdelší životnosti (i když skladování při nízkých teplotách může prodloužit životnost baterie, nedává smysl praktikovat skladování při nízkých teplotách v aplikacích a baterie jsou v tomto ohledu velmi podobné lidem).
V současné době lze tepelné řízení bateriového systému rozdělit hlavně do čtyř kategorií: přirozené chlazení, chlazení vzduchem, chlazení kapalinou a přímé chlazení. Přirozené chlazení je pasivní metoda tepelného řízení, zatímco chlazení vzduchem, chlazení kapalinou a stejnosměrný proud jsou aktivní. Hlavní rozdíl mezi těmito třemi spočívá v rozdílném teplosměnném médiu.
· Přirozené chlazení
Volné chlazení nemá žádná další zařízení pro výměnu tepla. Například BYD zavedl přirozené chlazení u modelů Qin, Tang, Song, E6, Tengshi a dalších, které používají LFP články. Předpokládá se, že u následujících modelů BYD přejde na kapalinové chlazení u modelů s ternárními bateriemi.
· Chlazení vzduchem (PTC ohřívač vzduchu)
Chlazení vzduchem využívá jako teplonosné médium vzduch. Existují dva běžné typy. První se nazývá pasivní chlazení vzduchem, které přímo využívá externí vzduch k výměně tepla. Druhým typem je aktivní chlazení vzduchem, které dokáže předehřát nebo ochladit venkovní vzduch před vstupem do bateriového systému. V raných dobách mnoho japonských a korejských elektrických modelů používalo vzduchem chlazená řešení.
· Kapalinové chlazení
Kapalinové chlazení používá jako teplonosné médium nemrznoucí směs (například ethylenglykol). V řešení se obvykle nachází několik různých okruhů pro výměnu tepla. Například VOLT má okruh chladiče, okruh klimatizace (Klimatizace PTC) a PTC obvod (Ohřívač chladicí kapaliny PTC). Systém správy baterie reaguje, upravuje a přepíná podle strategie tepelného řízení. TESLA Model S má obvod zapojený do série s chlazením motoru. Pokud je třeba baterii zahřát na nízkou teplotu, je chladicí obvod motoru zapojen do série s chladicím obvodem baterie a motor může baterii zahřívat. Pokud je baterie napájena z vysoké teploty, chladicí obvod motoru a chladicí obvod baterie se nastaví paralelně a oba chladicí systémy budou odvádět teplo nezávisle.
1. Plynový kondenzátor
2. Sekundární kondenzátor
3. Ventilátor sekundárního kondenzátoru
4. Ventilátor plynového kondenzátoru
5. Snímač tlaku klimatizace (strana vysokého tlaku)
6. Snímač teploty klimatizace (strana vysokého tlaku)
7. Elektronický kompresor klimatizace
8. Snímač tlaku klimatizace (nízkotlaká strana)
9. Snímač teploty klimatizace (nízkotlaká strana)
10. Expanzní ventil (chladič)
11. Expanzní ventil (výparník)
· Přímé chlazení
Přímé chlazení využívá jako teplosměnné médium chladivo (materiál měnící fázi). Chladivo dokáže během fázového přechodu plyn-kapalina absorbovat velké množství tepla. Ve srovnání s chladivem lze účinnost přenosu tepla zvýšit více než třikrát a baterii lze vyměnit rychleji. Teplo uvnitř systému je odváděno. Schéma přímého chlazení bylo použito v BMW i3.
Kromě účinnosti chlazení musí schéma tepelného řízení bateriového systému zohledňovat konzistenci teploty všech baterií. PACK má stovky článků a teplotní senzor nedokáže detekovat každý článek. Například v modulu Tesly Model S je 444 baterií, ale jsou uspořádány pouze 2 body detekce teploty. Proto je nutné zajistit co nejkonzistentnější baterii pomocí návrhu tepelného řízení. Dobrá teplotní konzistence je předpokladem pro konzistentní výkonnostní parametry, jako je výkon baterie, životnost a stav nabití (SOC).
Čas zveřejnění: 28. dubna 2024
