Solucións de xestión térmica para sistemas de batería

Non hai dúbida de que o factor de temperatura ten un impacto crucial no rendemento, vida útil e seguridade das baterías de enerxía.En xeral, esperamos que o sistema de batería funcione no intervalo de 15 ~ 35 ℃, para conseguir a mellor potencia de saída e entrada, a máxima enerxía dispoñible e a maior vida útil (aínda que o almacenamento a baixa temperatura pode prolongar a vida útil do calendario). da batería , pero non ten moito sentido practicar o almacenamento a baixa temperatura nas aplicacións e as baterías son moi similares ás persoas neste sentido).

Actualmente, a xestión térmica do sistema de batería de enerxía pódese dividir principalmente en catro categorías, arrefriamento natural, arrefriamento por aire, arrefriamento líquido e arrefriamento directo.Entre eles, o arrefriamento natural é un método de xestión térmica pasiva, mentres que o arrefriamento por aire, o líquido e a corrente continua están activos.A principal diferenza entre estes tres é a diferenza no medio de intercambio de calor.

· Refrixeración natural
A free cooling non ten dispositivos adicionais para o intercambio de calor.Por exemplo, BYD adoptou o arrefriamento natural en Qin, Tang, Song, E6, Tengshi e outros modelos que usan células LFP.Enténdese que o BYD de seguimento cambiará a refrixeración líquida para os modelos que utilicen baterías ternarias.

· Refrixeración por aire (Calentador de aire PTC)
O arrefriamento por aire utiliza o aire como medio de transferencia de calor.Hai dous tipos comúns.O primeiro denomínase arrefriamento pasivo por aire, que utiliza directamente o aire externo para o intercambio de calor.O segundo tipo é o arrefriamento activo por aire, que pode quentar ou arrefriar o aire exterior antes de entrar no sistema de batería.Nos primeiros días, moitos modelos eléctricos xaponeses e coreanos utilizaban solucións arrefriadas por aire.

· Refrixeración líquida
O arrefriamento líquido usa anticongelante (como o etilenglicol) como medio de transferencia de calor.Xeralmente hai varios circuítos de intercambio de calor diferentes na solución.Por exemplo, VOLT ten un circuíto de radiador, un circuíto de aire acondicionado (Aire Acondicionado PTC), e un circuíto PTC (Calentador de refrigerante PTC).O sistema de xestión da batería responde e axústase e cambia segundo a estratexia de xestión térmica.O TESLA Model S ten un circuíto en serie co refrixeración do motor.Cando a batería necesita ser quentada a baixa temperatura, o circuíto de refrixeración do motor está conectado en serie co circuíto de refrixeración da batería e o motor pode quentar a batería.Cando a batería de enerxía está a alta temperatura, o circuíto de refrixeración do motor e o circuíto de refrixeración da batería axustaranse en paralelo e os dous sistemas de refrixeración disiparán a calor de forma independente.

1. Condensador de gas

2. Condensador secundario

3. Ventilador do condensador secundario

4. Ventilador do condensador de gas

5. Sensor de presión do aire acondicionado (lado de alta presión)

6. Sensor de temperatura do aire acondicionado (lado de alta presión)

7. Compresor electrónico de aire acondicionado

8. Sensor de presión do aire acondicionado (lado de baixa presión)

9. Sensor de temperatura do aire acondicionado (lado de baixa presión)

10. Válvula de expansión (enfriador)

11. Válvula de expansión (evaporador)

· Refrixeración directa
O arrefriamento directo usa refrixerante (material de cambio de fase) como medio de intercambio de calor.O refrixerante pode absorber unha gran cantidade de calor durante o proceso de transición de fase gas-líquido.En comparación co refrixerante, a eficiencia da transferencia de calor pódese aumentar máis de tres veces e a batería pódese substituír máis rapidamente.A calor dentro do sistema lévase.O esquema de refrixeración directa utilizouse no BMW i3.

 

Ademais da eficiencia de refrixeración, o esquema de xestión térmica do sistema de baterías debe ter en conta a consistencia da temperatura de todas as baterías.PACK ten centos de celas e o sensor de temperatura non pode detectar todas as celas.Por exemplo, hai 444 baterías nun módulo de Tesla Model S, pero só hai 2 puntos de detección de temperatura.Polo tanto, é necesario facer a batería o máis consistente posible mediante o deseño de xestión térmica.E unha boa consistencia da temperatura é o requisito previo para uns parámetros de rendemento consistentes, como a enerxía da batería, a vida útil e o SOC.