A importancia das baterías como principal fonte de enerxía para os vehículos de novas enerxías é evidente. No uso real dos vehículos, a batería enfrontarase a condicións de funcionamento complexas e variadas. Para mellorar a autonomía, os vehículos deben colocar o maior número posible de celas de batería nun determinado espazo, polo que o espazo da batería no vehículo é moi limitado. As baterías xeran unha gran cantidade de calor durante o funcionamento do vehículo e acumúlanse co tempo en espazos relativamente pequenos. Debido ao denso apilamento das celas da batería dentro da batería, tamén fai que sexa relativamente difícil disipar a calor na zona central, o que exacerba a inconsistencia de temperatura entre as celas. Como resultado, reducirá a eficiencia de carga e descarga da batería e afectará á súa potencia; en casos graves, tamén pode provocar un fuga térmica, o que afectará á seguridade e á vida útil do sistema.
A temperatura das baterías ten un impacto significativo no seu rendemento, vida útil e seguridade. A baixas temperaturas, as baterías de ións de litio poden experimentar un aumento da resistencia interna e unha diminución da capacidade. En casos extremos, isto pode levar á conxelación do electrolito e á incapacidade da batería para descargarse. O rendemento a baixa temperatura do sistema de batería vese moi afectado, o que resulta nunha diminución do rendemento da potencia de saída e nunha redución da autonomía de condución dos vehículos eléctricos. Ao cargar vehículos de novas enerxías en condicións de baixa temperatura, o BMS xeralmente quenta a batería a unha temperatura axeitada antes de cargala. Se non se manexa correctamente, pode provocar unha sobrecarga instantánea da tensión, o que resulta en curtocircuítos internos, o que pode provocar fume, incendios e incluso explosións. Os problemas de seguridade da carga a baixa temperatura nos sistemas de baterías de vehículos eléctricos restrinxiron en gran medida a promoción de vehículos eléctricos en rexións frías.
Xestión térmica da bateríaé unha das funcións importantes do BMS, principalmente para garantir que a batería poida funcionar sempre dentro dun rango de temperatura axeitado, mantendo así o estado de funcionamento óptimo da batería. Oxestión térmica das bateríasInclúe principalmente funcións como refrixeración, calefacción e equilibrio de temperatura. As funcións de refrixeración e calefacción axústanse principalmente segundo o posible impacto da temperatura ambiental externa na batería. O equilibrio de temperatura utilízase para reducir a diferenza de temperatura dentro da batería e evitar a deterioración rápida causada polo sobrequecemento dunha determinada parte da batería.
En termos xerais, os modos de refrixeración das baterías de enerxía divídense principalmente en tres categorías: refrixeración por aire, refrixeración líquida e refrixeración directa. O modo de refrixeración por aire utiliza o vento natural ou o aire de refrixeración do habitáculo para que pase a través da superficie da batería para o intercambio de calor e o refrixeración. A refrixeración líquida xeralmente utiliza tubaxes de refrixeración independentes para quentar ou arrefriar as baterías de enerxía. Actualmente, este método é o principal para a refrixeración, como o empregado por Tesla e Volt. O sistema de refrixeración directa elimina a tubaxe de refrixeración da batería de enerxía e utiliza refrixerante directamente para arrefriala.
1. Sistema de refrixeración por aire:
As primeiras baterías de enerxía, debido á súa pequena capacidade e densidade de enerxía, adoitaban arrefriarse mediante refrixeración por aire. A refrixeración por aire divídese en dúas categorías: refrixeración por aire natural e refrixeración por aire forzado (mediante ventiladores), que empregan aire natural ou aire frío da cabina para arrefriar a batería.
Entre os representantes típicos dos sistemas de refrixeración por aire inclúense o Nissan Leaf, o Kia Soul EV, etc. Na actualidade, as baterías de 48 V dos vehículos microhíbridos de 48 V adoitan estar dispostas no habitáculo e arrefríanse mediante refrixeración por aire. O diagrama da ruta de refrixeración por aire dunha determinada batería de potencia móstrase na Figura 2. A estrutura do sistema de refrixeración por aire é relativamente sinxela, a tecnoloxía é relativamente madura e o custo é relativamente baixo. Non obstante, debido á calor limitada que transporta o aire, a súa eficiencia de transferencia de calor é baixa e a uniformidade da temperatura interna da batería é deficiente, o que dificulta un control preciso da temperatura da batería. Polo tanto, os sistemas de refrixeración por aire son xeralmente axeitados para situacións con curta autonomía e peso lixeiro do vehículo.
2. Sistema de refrixeración líquida
O modo de refrixeración líquida refírese á batería que usa un líquido refrixerante para intercambiar calor, e o seu diagrama esquemático móstrase na Figura 3. O refrixerante divídese en dous tipos: contacto directo coas celas da batería (aceite de silicona, aceite de rícino, etc.) e contacto coas celas da batería a través de canles de auga (auga e etilenglicol, etc.); actualmente, úsanse habitualmente solucións mixtas de auga e etilenglicol. Os sistemas de refrixeración líquida xeralmente engaden un refrixerador acoplado ao ciclo de refrixeración, que elimina a calor da batería a través do refrixerante; os seus compoñentes principais son o compresor, o refrixerador ebomba de augaO compresor, como fonte de enerxía para a refrixeración, determina a capacidade de transferencia de calor de todo o sistema. O arrefriador desempeña un papel na intercambio de refrixerante e refrixerante, e a cantidade de intercambio de calor determina directamente a temperatura do refrixerante. A bomba de auga determina o caudal do refrixerante na tubaxe, e canto máis rápido sexa o caudal, mellor será o rendemento da transferencia de calor e viceversa.
3. Sistema de refrixeración directa:
O sistema de refrixeración directa usa o refrixerante do sistema de aire acondicionado para arrefriar directamente a batería, como se mostra na Figura 11. O evaporador do sistema de aire acondicionado está instalado directamente no sistema da batería e o refrixerante evapórase no evaporador para eliminar directamente a calor xerada polo sistema da batería, conseguindo así un proceso de refrixeración máis rápido e eficaz. Na actualidade, hai relativamente poucos modelos que usan refrixeración directa, sendo o máis típico o BMW i3. Debido á ausencia de intercambio de calor intermedio entre líquidos, o sistema de refrixeración ten unha estrutura compacta, unha maior eficiencia de refrixeración (3-4 veces maior que a refrixeración líquida) e un custo relativamente menor. Pero o problema reside no feito de que, debido á conversión gas-líquido do refrixerante na tubaxe, o control de todo o sistema é relativamente complexo e a uniformidade da temperatura é deficiente. E ten altos requisitos de alta resistencia á presión e selado do sistema, o que supón un risco significativo para a súa aplicación en todo o vehículo.
Data de publicación: 27 de marzo de 2026
