Ως κύρια πηγή ενέργειας των οχημάτων νέας ενέργειας, οι μπαταρίες ισχύος έχουν μεγάλη σημασία για τα νέα ενεργειακά οχήματα.Κατά τη διάρκεια της πραγματικής χρήσης του οχήματος, η μπαταρία θα αντιμετωπίζει περίπλοκες και μεταβαλλόμενες συνθήκες εργασίας.Προκειμένου να βελτιωθεί η εμβέλεια πλεύσης, το όχημα πρέπει να τοποθετήσει όσο το δυνατόν περισσότερες μπαταρίες σε έναν συγκεκριμένο χώρο, επομένως ο χώρος για το πακέτο μπαταριών στο όχημα είναι πολύ περιορισμένος.Η μπαταρία παράγει πολλή θερμότητα κατά τη λειτουργία του οχήματος και συσσωρεύεται σε σχετικά μικρό χώρο με την πάροδο του χρόνου.Λόγω της πυκνής στοίβαξης των κυψελών στο πακέτο μπαταριών, είναι επίσης σχετικά πιο δύσκολο να διαχέεται θερμότητα στη μεσαία περιοχή σε κάποιο βαθμό, επιδεινώνοντας την ασυνέπεια θερμοκρασίας μεταξύ των στοιχείων, γεγονός που θα μειώσει την απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας και επηρεάζουν την ισχύ της μπαταρίας.Θα προκαλέσει θερμική διαρροή και θα επηρεάσει την ασφάλεια και τη ζωή του συστήματος.
Η θερμοκρασία της μπαταρίας έχει μεγάλη επίδραση στην απόδοση, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλειά της.Σε χαμηλή θερμοκρασία, η εσωτερική αντίσταση των μπαταριών ιόντων λιθίου θα αυξηθεί και η χωρητικότητα θα μειωθεί.Σε ακραίες περιπτώσεις, ο ηλεκτρολύτης θα παγώσει και η μπαταρία δεν μπορεί να αποφορτιστεί.Η απόδοση του συστήματος μπαταριών σε χαμηλή θερμοκρασία θα επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό, με αποτέλεσμα την απόδοση ισχύος εξόδου των ηλεκτρικών οχημάτων.Εξασθένιση και μείωση εμβέλειας.Κατά τη φόρτιση νέων ενεργειακών οχημάτων σε συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας, το γενικό BMS θερμαίνει πρώτα την μπαταρία σε κατάλληλη θερμοκρασία πριν τη φόρτιση.Εάν δεν αντιμετωπιστεί σωστά, θα οδηγήσει σε στιγμιαία υπερφόρτιση τάσης, με αποτέλεσμα εσωτερικό βραχυκύκλωμα και μπορεί να προκληθεί περαιτέρω καπνός, πυρκαγιά ή ακόμα και έκρηξη.Το πρόβλημα ασφάλειας φόρτισης σε χαμηλή θερμοκρασία του συστήματος μπαταρίας ηλεκτρικών οχημάτων περιορίζει σε μεγάλο βαθμό την προώθηση ηλεκτρικών οχημάτων σε ψυχρές περιοχές.
Η θερμική διαχείριση της μπαταρίας είναι μία από τις σημαντικές λειτουργίες του BMS, κυρίως για να διατηρείται η μπαταρία σε κατάλληλη περιοχή θερμοκρασίας ανά πάσα στιγμή, έτσι ώστε να διατηρείται η καλύτερη κατάσταση λειτουργίας της μπαταρίας.Η θερμική διαχείριση της μπαταρίας περιλαμβάνει κυρίως τις λειτουργίες ψύξης, θέρμανσης και εξισορρόπησης θερμοκρασίας.Οι λειτουργίες ψύξης και θέρμανσης ρυθμίζονται κυρίως για την πιθανή επίδραση της εξωτερικής θερμοκρασίας περιβάλλοντος στην μπαταρία.Η εξίσωση θερμοκρασίας χρησιμοποιείται για τη μείωση της διαφοράς θερμοκρασίας στο εσωτερικό της μπαταρίας και την πρόληψη της ταχείας αποσύνθεσης που προκαλείται από την υπερθέρμανση ενός συγκεκριμένου τμήματος της μπαταρίας.
Σε γενικές γραμμές, οι τρόποι ψύξης των μπαταριών ισχύος χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: αερόψυξη, υγρή ψύξη και άμεση ψύξη.Η λειτουργία ψύξης αέρα χρησιμοποιεί φυσικό άνεμο ή αέρα ψύξης στην καμπίνα επιβατών για να ρέει μέσω της επιφάνειας της μπαταρίας για να επιτύχει ανταλλαγή θερμότητας και ψύξη.Η υγρή ψύξη γενικά χρησιμοποιεί έναν ανεξάρτητο αγωγό ψυκτικού για τη θέρμανση ή την ψύξη της μπαταρίας ισχύος.Επί του παρόντος, αυτή η μέθοδος είναι η κύρια ροή της ψύξης.Για παράδειγμα, η Tesla και η Volt χρησιμοποιούν αυτή τη μέθοδο ψύξης.Το σύστημα άμεσης ψύξης εξαλείφει τον αγωγό ψύξης της μπαταρίας ισχύος και χρησιμοποιεί απευθείας ψυκτικό για την ψύξη της μπαταρίας ισχύος.
1. Σύστημα ψύξης αέρα:
Στις πρώτες μπαταρίες ισχύος, λόγω της μικρής χωρητικότητας και της ενεργειακής τους πυκνότητας, πολλές μπαταρίες ισχύος ψύχονταν με ψύξη αέρα.Αερόψυξη (Αερόθερμο PTC) χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: φυσική ψύξη αέρα και εξαναγκασμένη ψύξη αέρα (με χρήση ανεμιστήρα) και χρησιμοποιεί φυσικό αέρα ή κρύο αέρα στην καμπίνα για την ψύξη της μπαταρίας.
Τυπικοί εκπρόσωποι των αερόψυκτων συστημάτων είναι τα Nissan Leaf, Kia Soul EV κ.λπ.Επί του παρόντος, οι μπαταρίες 48V των μικρο-υβριδικών οχημάτων 48V είναι γενικά τοποθετημένες στο χώρο επιβατών και ψύχονται με ψύξη αέρα.Η δομή του συστήματος ψύξης αέρα είναι σχετικά απλή, η τεχνολογία είναι σχετικά ώριμη και το κόστος είναι χαμηλό.Ωστόσο, λόγω της περιορισμένης θερμότητας που αφαιρείται από τον αέρα, η απόδοση ανταλλαγής θερμότητας είναι χαμηλή, η εσωτερική ομοιομορφία θερμοκρασίας της μπαταρίας δεν είναι καλή και είναι δύσκολο να επιτευχθεί πιο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας της μπαταρίας.Επομένως, το σύστημα ψύξης αέρα είναι γενικά κατάλληλο για καταστάσεις με μικρή εμβέλεια πλεύσης και μικρό βάρος οχήματος.
Αξίζει να σημειωθεί ότι για ένα αερόψυκτο σύστημα, η σχεδίαση του αεραγωγού παίζει ζωτικό ρόλο στο αποτέλεσμα ψύξης.Οι αεραγωγοί χωρίζονται κυρίως σε σειριακούς αεραγωγούς και σε παράλληλους αεραγωγούς.Η σειριακή δομή είναι απλή, αλλά η αντίσταση είναι μεγάλη.η παράλληλη δομή είναι πιο περίπλοκη και καταλαμβάνει περισσότερο χώρο, αλλά η ομοιομορφία απαγωγής θερμότητας είναι καλή.
2. Σύστημα υγρής ψύξης
Η λειτουργία υγρόψυξης σημαίνει ότι η μπαταρία χρησιμοποιεί ψυκτικό υγρό για την ανταλλαγή θερμότητας (Ψυκτικός θερμαντήρας PTC).Το ψυκτικό μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους που μπορούν να έρθουν σε άμεση επαφή με την κυψέλη της μπαταρίας (έλαιο πυριτίου, καστορέλαιο κ.λπ.) και σε επαφή με το στοιχείο της μπαταρίας (νερό και αιθυλενογλυκόλη, κ.λπ.) μέσω καναλιών νερού.Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται περισσότερο το μικτό διάλυμα νερού και αιθυλενογλυκόλης.Το σύστημα υγρής ψύξης προσθέτει γενικά ένα ψυκτικό συγκρότημα στον κύκλο ψύξης και η θερμότητα της μπαταρίας απομακρύνεται μέσω του ψυκτικού μέσου.τα βασικά του συστατικά είναι ο συμπιεστής, το ψυκτικό συγκρότημα και τοηλεκτρική αντλία νερού.Ως πηγή ισχύος ψύξης, ο συμπιεστής καθορίζει την ικανότητα ανταλλαγής θερμότητας ολόκληρου του συστήματος.Το ψυκτικό συγκρότημα λειτουργεί ως ανταλλαγή μεταξύ του ψυκτικού και του ψυκτικού υγρού και η ποσότητα της ανταλλαγής θερμότητας καθορίζει άμεσα τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού.Η αντλία νερού καθορίζει τον ρυθμό ροής του ψυκτικού υγρού στον αγωγό.Όσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός ροής, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση μεταφοράς θερμότητας και αντίστροφα.
Ώρα δημοσίευσης: 30 Μαΐου 2023
