Som den huvudsakliga kraftkällan för nya energifordon är kraftbatterier av stor betydelse för nya energifordon. Under själva användningen av fordonet kommer batteriet att utsättas för komplexa och föränderliga arbetsförhållanden. För att förbättra räckvidden måste fordonet placera så många batterier som möjligt i ett visst utrymme, så utrymmet för batteripaketet på fordonet är mycket begränsat. Batteriet genererar mycket värme under fordonets drift och ackumuleras på ett relativt litet utrymme över tid. På grund av den täta staplingen av celler i batteripaketet är det också relativt svårare att avleda värme i mittenområdet i viss mån, vilket förvärrar temperaturskillnaderna mellan cellerna, vilket kommer att minska batteriets laddnings- och urladdningseffektivitet och påverka batteriets effekt. Det kommer att orsaka termisk rusning och påverka systemets säkerhet och livslängd.
Temperaturen på batteriet har stor inverkan på dess prestanda, livslängd och säkerhet. Vid låg temperatur ökar litiumjonbatteriernas inre resistans och kapaciteten minskar. I extrema fall fryser elektrolyten och batteriet kan inte urladdas. Batterisystemets prestanda vid låg temperatur påverkas kraftigt, vilket leder till minskad effekt och räckvidd. Vid laddning av nya energifordon under låga temperaturförhållanden värmer det allmänna BMS-systemet först batteriet till en lämplig temperatur innan det laddas. Om det inte hanteras korrekt kommer det att leda till omedelbar överladdning av spänningen, vilket resulterar i intern kortslutning och ytterligare rök, brand eller till och med explosion. Säkerhetsproblemet med låg temperatur i elbilsbatterier begränsar i stor utsträckning marknadsföringen av elfordon i kalla områden.
Batteriets termiska hantering är en av de viktiga funktionerna i BMS, främst för att hålla batteriet i drift inom ett lämpligt temperaturintervall hela tiden, för att bibehålla batteriets bästa möjliga skick. Batteriets termiska hantering omfattar huvudsakligen funktionerna kylning, uppvärmning och temperaturutjämning. Kyl- och värmefunktionerna justeras huvudsakligen för den möjliga påverkan av den yttre omgivningstemperaturen på batteriet. Temperaturutjämning används för att minska temperaturskillnaden inuti batteriet och förhindra snabb nedbrytning orsakad av överhettning av en viss del av batteriet.
Generellt sett är kyllägena för elbatterier huvudsakligen indelade i tre kategorier: luftkylning, vätskekylning och direktkylning. Luftkylningsläget använder naturlig vind eller kylluft i kupén som flödar genom batteriets yta för att uppnå värmeväxling och kylning. Vätskekylning använder vanligtvis en oberoende kylvätskeledning för att värma eller kyla elbatteriet. För närvarande är denna metod den vanligaste kylmetoden. Till exempel använder både Tesla och Volt denna kylmetod. Det direkta kylsystemet eliminerar kylledningen från elbatteriet och använder köldmedium direkt för att kyla elbatteriet.
1. Luftkylningssystem:
I de tidiga kraftbatterierna kyldes många kraftbatterier med luftkylning på grund av deras låga kapacitet och energitäthet. Luftkylning (PTC-luftvärmare) är indelad i två kategorier: naturlig luftkylning och forcerad luftkylning (med fläkt), och använder naturlig vind eller kall luft i hytten för att kyla batteriet.
Typiska representanter för luftkylda system är Nissan Leaf, Kia Soul EV, etc.; för närvarande är 48V-batterier i 48V mikrohybridfordon vanligtvis placerade i passagerarutrymmet och kyls med luftkylning. Luftkylningssystemets struktur är relativt enkel, tekniken är relativt mogen och kostnaden är låg. På grund av den begränsade värme som luften tar bort är dock dess värmeväxlingseffektivitet låg, batteriets interna temperaturjämnhet är inte bra och det är svårt att uppnå en mer exakt kontroll av batteritemperaturen. Därför är luftkylningssystemet generellt lämpligt för situationer med kort räckvidd och låg fordonsvikt.
Det är värt att nämna att för ett luftkylt system spelar luftkanalens design en viktig roll för kyleffekten. Luftkanaler delas huvudsakligen in i seriella luftkanaler och parallella luftkanaler. Seriell struktur är enkel, men resistansen är stor; parallellstrukturen är mer komplex och tar upp mer utrymme, men värmeavledningen är jämn.
2. Vätskekylsystem
Vätskekylt läge innebär att batteriet använder kylvätska för att utbyta värme (PTC-kylvätskevärmare). Kylvätska kan delas in i två typer som kan komma i direkt kontakt med battericellen (kiselolja, ricinolja, etc.) och kontakta battericellen (vatten och etylenglykol, etc.) genom vattenkanaler; för närvarande används den blandade lösningen av vatten och etylenglykol mer. Vätskekylsystemet har vanligtvis en kylare som kopplas till kylcykeln, och batteriets värme tas bort genom köldmediet; dess kärnkomponenter är kompressorn, kylaren ochelektrisk vattenpumpSom kraftkälla för kylning bestämmer kompressorn hela systemets värmeväxlingskapacitet. Kylaren fungerar som en växel mellan köldmediet och kylvätskan, och mängden värmeväxling bestämmer direkt temperaturen på kylvätskan. Vattenpumpen bestämmer flödeshastigheten för kylvätskan i rörledningen. Ju snabbare flödeshastigheten är, desto bättre värmeöverföringsprestanda, och vice versa.
Publiceringstid: 9 augusti 2024
