Como principal fonte de enerxía dos vehículos de novas enerxías, as baterías son de grande importancia para estes vehículos. Durante o uso real do vehículo, a batería enfrontarase a condicións de traballo complexas e cambiantes. Para mellorar a autonomía, o vehículo necesita colocar o maior número posible de baterías nun espazo determinado, polo que o espazo para a batería no vehículo é moi limitado. A batería xera moita calor durante o funcionamento do vehículo e acumúlase nun espazo relativamente pequeno co tempo. Debido á densa acumulación de celas na batería, tamén é relativamente máis difícil disipar a calor na zona central ata certo punto, o que exacerba a inconsistencia de temperatura entre as celas, o que reducirá a eficiencia de carga e descarga da batería e afectará á potencia da batería; provocará fugas térmicas e afectará á seguridade e á vida útil do sistema.
A temperatura da batería ten unha grande influencia no seu rendemento, vida útil e seguridade. A baixas temperaturas, a resistencia interna das baterías de ións de litio aumentará e a capacidade diminuirá. En casos extremos, o electrolito conxelarase e a batería non se poderá descargar. O rendemento a baixa temperatura do sistema de batería verase moi afectado, o que resultará no rendemento de saída de potencia dos vehículos eléctricos. Esvaecemento e redución da autonomía. Ao cargar vehículos de enerxía nova en condicións de baixa temperatura, o BMS xeral primeiro quenta a batería a unha temperatura axeitada antes de cargala. Se non se manexa correctamente, provocará unha sobrecarga de tensión instantánea, o que provocará un curtocircuíto interno e pode producirse máis fume, incendio ou incluso explosións. O problema de seguridade da carga a baixa temperatura do sistema de baterías de vehículos eléctricos restrinxe en gran medida a promoción de vehículos eléctricos en rexións frías.
A xestión térmica da batería é unha das funcións importantes do BMS, principalmente para manter a batería funcionando nun rango de temperatura axeitado en todo momento, para manter as mellores condicións de funcionamento da batería. A xestión térmica da batería inclúe principalmente as funcións de refrixeración, calefacción e ecualización da temperatura. As funcións de refrixeración e calefacción axústanse principalmente ao posible impacto da temperatura ambiente externa na batería. A ecualización da 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 no habitáculo para que flúa a través da superficie da batería e así lograr o intercambio de calor e o refrixeración. A refrixeración líquida xeralmente utiliza unha tubaxe de refrixeración independente para quentar ou arrefriar a batería. Na actualidade, este método é o principal método de refrixeración. Por exemplo, Tesla e Volt empregan este método de refrixeración. O sistema de refrixeración directa elimina a tubaxe de refrixeración da batería e utiliza refrixerante directamente para arrefriala.
1. Sistema de refrixeración por aire:
Nas primeiras baterías de enerxía, debido á súa pequena capacidade e densidade de enerxía, moitas baterías de enerxía arrefriábanse mediante refrixeración por aire. Refrixeración por aire (Quentador de aire PTC) divídese en dúas categorías: refrixeración por aire natural e refrixeración por aire forzado (mediante ventilador) e emprega vento natural ou aire frío na cabina para arrefriar a batería.
Entre os representantes típicos dos sistemas de refrixeración por aire están 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. A estrutura do sistema de refrixeración por aire é relativamente sinxela, a tecnoloxía é relativamente madura e o custo é baixo. Non obstante, debido á limitada calor que absorbe o aire, a súa eficiencia de intercambio de calor é baixa, a uniformidade da temperatura interna da batería non é boa e é difícil conseguir un control máis preciso da temperatura da batería. Polo tanto, o sistema de refrixeración por aire é xeralmente axeitado para situacións con curta autonomía e peso lixeiro do vehículo.
Cómpre mencionar que, para un sistema refrixerado por aire, o deseño do conduto de aire xoga un papel vital no efecto de refrixeración. Os condutos de aire divídense principalmente en condutos de aire en serie e condutos de aire en paralelo. A estrutura en serie é simple, pero a resistencia é grande; a estrutura paralela é máis complexa e ocupa máis espazo, pero a uniformidade de disipación da calor é boa.
2. Sistema de refrixeración líquida
O modo de refrixeración líquida significa que a batería usa líquido refrixerante para intercambiar calor (Calentador de refrixeración PTC). O refrixerante pódese dividir en dous tipos que poden entrar en contacto directo coa cela da batería (aceite de silicio, aceite de rícino, etc.) e entrar en contacto coa cela da batería (auga e etilenglicol, etc.) a través de canles de auga; na actualidade, úsase máis a solución mesturada de auga e etilenglicol. O sistema de refrixeración líquida xeralmente engade un refrixerador para acoplarse ao ciclo de refrixeración, e a calor da batería elimínase a través do refrixerante; os seus compoñentes principais son o compresor, o refrixerador e obomba de auga eléctricaComo fonte de enerxía da refrixeración, o compresor determina a capacidade de intercambio de calor de todo o sistema. O refrixerador actúa como un intercambiador entre o refrixerante e o líquido refrixerante, e a cantidade de intercambio de calor determina directamente a temperatura do líquido refrixerante. A bomba de auga determina o caudal do refrixerante na tubaxe. Canto máis rápido sexa o caudal, mellor será o rendemento da transferencia de calor e viceversa.
Data de publicación: 09-08-2024
