Vikten av kraftbatterier som den huvudsakliga kraftkällan för nya energifordon är självklar. Vid faktisk användning av fordon kommer batteriet att möta komplexa och varierande driftsförhållanden. För att förbättra körsträckan måste fordon placera så många battericeller som möjligt i ett visst utrymme, så batteripaketets utrymme på fordonet är mycket begränsat. Batterier genererar en stor mängd värme under fordonets drift och ackumuleras med tiden i relativt små utrymmen. På grund av den täta staplingen av battericeller inuti batteripaketet gör det det också relativt svårt att avleda värme i mittenområdet, vilket förvärrar temperaturskillnaderna mellan cellerna. Som ett resultat kommer det att minska batteriets laddnings- och urladdningseffektivitet och påverka dess effekt. I allvarliga fall kan det också leda till termisk rusning, vilket påverkar systemets säkerhet och livslängd.
Temperaturen på batterier har en betydande inverkan på deras prestanda, livslängd och säkerhet. Vid låga temperaturer kan litiumjonbatterier uppleva en ökning av det inre motståndet och en minskning av kapaciteten. I extrema fall kan detta leda till att elektrolyten fryser och batteriet inte kan urladdas. Batterisystemets prestanda vid låg temperatur påverkas kraftigt, vilket resulterar i en minskning av effektprestanda och minskad räckvidd för elfordon. Vid laddning av nya energifordon under låga temperaturförhållanden värmer BMS:en vanligtvis batteriet till en lämplig temperatur innan laddning. Om det inte hanteras korrekt kan det orsaka omedelbar spänningsöverladdning, vilket resulterar i interna kortslutningar, vilket ytterligare kan leda till rökning, brand och till och med explosioner. Säkerhetsproblemen med lågtemperaturladdning i elbilsbatterisystem har kraftigt begränsat marknadsföringen av elfordon i kalla regioner.
Batteriets termiska hanteringär en av de viktiga funktionerna i BMS, främst för att säkerställa att batteripaketet alltid kan arbeta inom ett lämpligt temperaturområde, och därigenom bibehålla batteriets optimala arbetstillstånd.termisk hantering av batterierinkluderar huvudsakligen funktioner som kylning, uppvärmning och temperaturbalansering. Kyl- och uppvärmningsfunktionerna justeras huvudsakligen efter den möjliga påverkan av extern omgivningstemperatur på batteriet. Temperaturbalansering används för att minska temperaturskillnaden inuti batteripaketet och förhindra snabb nedbrytning orsakad av överhettning av en viss del av batteriet.
Generellt sett delas kyllägena för elbatterier in i tre kategorier: luftkylning, vätskekylning och direktkylning. Luftkylningsläget använder naturlig vind eller kylluft från kupén för att passera genom batteriets yta för värmeväxling och kylning. Vätskekylning använder vanligtvis oberoende kylvätskeledningar för att värma eller kyla elbatterier. För närvarande är denna metod den vanligaste för kylning, som används av Tesla och Volt. Det direkta kylsystemet eliminerar kylledningen för elbatteriet och använder köldmedium direkt för att kyla elbatteriet.
1. Luftkylningssystem:
Tidiga kraftbatterier kyldes ofta med luftkylning på grund av sin låga kapacitet och energitäthet. Luftkylning delas in i två kategorier: naturlig luftkylning och forcerad luftkylning (med hjälp av fläktar), som använder naturlig luft eller kall luft från hytten för att kyla batteriet.
Typiska representanter för luftkylda system inkluderar Nissan Leaf, Kia Soul EV, etc. För närvarande är 48V-batterier i 48V-mikrohybridfordon vanligtvis anordnade i passagerarutrymmet och kyls med luftkylning. Luftkylningsdiagrammet för ett visst batteri visas i figur 2. Strukturen hos det luftkylda systemet är relativt enkel, tekniken är relativt mogen och kostnaden är relativt låg. På grund av den begränsade värme som transporteras bort av luften är dock dess värmeöverföringseffektivitet låg och batteriets interna temperaturjämnhet är dålig, vilket gör det svårt att uppnå exakt kontroll av batteritemperaturen. Därför är luftkylda system i allmänhet lämpliga för situationer med kort körsträcka och låg fordonsvikt.
2. Vätskekylsystem
Vätskekylningsläget avser att batteriet använder en kylvätska för att utbyta värme, och dess schematiska diagram visas i figur 3. Kylvätska är indelad i två typer: direktkontakt med battericeller (silikonolja, ricinolja, etc.) och kontakt med battericeller genom vattenkanaler (vatten och etylenglykol, etc.); För närvarande används ofta blandade lösningar av vatten och etylenglykol. Vätskekylsystem har vanligtvis en kylare kopplad till kylcykeln, vilket tar bort värmen från batteriet genom köldmediet; dess kärnkomponenter är kompressorn, kylaren ochvattenpumpKompressorn, som kraftkälla för kylning, bestämmer hela systemets värmeöverföringskapacitet. Kylaren spelar en roll i utbytet av köldmedium och kylvätska, och mängden värmeväxling bestämmer direkt kylvätskans temperatur. Vattenpumpen bestämmer kylvätskans flödeshastighet i rörledningen, och ju snabbare flödeshastigheten är, desto bättre värmeöverföringsprestandan, och vice versa.
3. Direkt kylsystem:
Direktkylningssystemet använder köldmediet i luftkonditioneringssystemet för att direkt kyla batteriet, som visas i figur 11. Luftkonditioneringssystemets förångare är direkt installerad i batterisystemet, och köldmediet avdunstar i förångaren för att direkt avlägsna värmen som genereras av batterisystemet, vilket uppnår en snabbare och effektivare kylprocess. För närvarande finns det relativt få modeller som använder direktkylning, varav den mest typiska är BMW i3. På grund av avsaknaden av mellanliggande värmeväxling mellan vätskor har kylsystemet en kompakt struktur, högre kyleffektivitet (3-4 gånger högre än vätskekylning) och relativt lägre kostnad. Men problemet ligger i det faktum att på grund av gas-vätskeomvandlingen av köldmediet i rörledningen är styrningen av hela systemet relativt komplex och temperaturjämnheten är dålig. Och det har höga krav på högt tryckmotstånd och tätning av systemet, vilket utgör en betydande risk för dess tillämpning i hela fordonet.
Publiceringstid: 27 mars 2026
