Як основне джерело живлення для транспортних засобів на нових джерелах енергії, акумуляторні батареї мають велике значення для них. Під час фактичного використання транспортного засобу акумулятор стикатиметься зі складними та мінливими умовами експлуатації. Щоб покращити запас ходу, транспортному засобу необхідно розмістити якомога більше акумуляторів у певному просторі, тому простір для акумуляторного блоку на транспортному засобі дуже обмежений. Під час роботи транспортного засобу акумулятор генерує багато тепла, яке з часом накопичується у відносно невеликому просторі. Через щільне розташування елементів у акумуляторному блоці також відносно складніше розсіювати тепло в середній області до певної міри, що посилює температурну нерівномірність між елементами, що знижує ефективність заряджання та розряджання акумулятора та впливає на його потужність; це спричиняє тепловий розрив та впливає на безпеку та термін служби системи.
Температура акумулятора має великий вплив на його продуктивність, термін служби та безпеку. За низької температури внутрішній опір літій-іонних акумуляторів збільшується, а ємність зменшується. В екстремальних випадках електроліт замерзає, і акумулятор неможливо розрядити. Низькотемпературна продуктивність акумуляторної системи значно постраждає, що призведе до зниження вихідної потужності електромобілів. Зменшення швидкості заряджання та запасу ходу. Під час заряджання автомобілів на нових джерелах енергії в умовах низької температури загальна система управління будівлею (BMS) спочатку нагріває акумулятор до відповідної температури перед заряджанням. Неправильне поводження призведе до миттєвого перезаряду напруги, що може призвести до внутрішнього короткого замикання, а також до утворення диму, пожежі або навіть вибуху. Проблема безпеки заряджання акумуляторної системи електромобілів за низьких температур значною мірою обмежує просування електромобілів у холодних регіонах.
Термічний керування акумулятором є однією з важливих функцій BMS, головним чином для підтримки постійної роботи акумуляторного блоку в межах відповідного температурного діапазону, щоб забезпечити найкращий робочий стан акумуляторного блоку. Термічний керування акумулятором включає в себе функції охолодження, нагрівання та вирівнювання температури. Функції охолодження та нагрівання в основному налаштовуються з урахуванням можливого впливу зовнішньої температури навколишнього середовища на акумулятор. Вирівнювання температури використовується для зменшення різниці температур всередині акумуляторного блоку та запобігання швидкому розряду, спричиненому перегрівом певної частини акумулятора.
Загалом, режими охолодження акумуляторних батарей поділяються на три категорії: повітряне охолодження, рідинне охолодження та пряме охолодження. У режимі повітряного охолодження використовується природний вітер або охолоджувальне повітря в салоні, яке протікає через поверхню акумулятора для забезпечення теплообміну та охолодження. Рідинне охолодження зазвичай використовує незалежний трубопровід охолоджувальної рідини для нагрівання або охолодження акумуляторної батареї. Наразі цей метод є основним в охолодженні. Наприклад, Tesla та Volt використовують цей метод охолодження. Система прямого охолодження усуває трубопровід охолоджувальної рідини акумуляторної батареї та безпосередньо використовує холодоагент для охолодження акумуляторної батареї.
1. Система повітряного охолодження:
У ранніх енергетичних акумуляторах, через їхню малу ємність та щільність енергії, багато енергетичних акумуляторів охолоджувалися повітряним охолодженням. Повітряне охолодження (Повітряний нагрівач PTC) поділяється на дві категорії: природне повітряне охолодження та примусове повітряне охолодження (за допомогою вентилятора), і використовує природний вітер або холодне повітря в кабіні для охолодження акумулятора.
Типовими представниками систем повітряного охолодження є Nissan Leaf, Kia Soul EV тощо; наразі 48-вольтові акумулятори 48-вольтових мікрогібридних автомобілів зазвичай розміщуються в салоні автомобіля та охолоджуються повітряним охолодженням. Структура системи повітряного охолодження відносно проста, технологія відносно зріла, а вартість низька. Однак через обмежене тепловідведення повітрям ефективність її теплообміну низька, рівномірність внутрішньої температури акумулятора погана, і важко досягти більш точного контролю температури акумулятора. Тому система повітряного охолодження зазвичай підходить для ситуацій з коротким запасом ходу та малою вагою автомобіля.
Варто зазначити, що для системи повітряного охолодження конструкція повітропроводу відіграє життєво важливу роль в ефекті охолодження. Повітропроводи в основному поділяються на послідовні повітропроводи та паралельні повітропроводи. Послідовна структура проста, але опір великий; паралельна структура складніша та займає більше місця, але рівномірність тепловіддачі хороша.
2. Система рідинного охолодження
Режим рідинного охолодження означає, що акумулятор використовує охолоджувальну рідину для теплообміну (Підігрівач охолоджувальної рідини PTC). Охолоджувальну рідину можна розділити на два типи: вона може безпосередньо контактувати з елементом акумулятора (кремнієва олія, касторова олія тощо) та контактувати з елементом акумулятора (вода та етиленгліколь тощо) через водяні канали; наразі частіше використовується змішаний розчин води та етиленгліколю. Система рідинного охолодження зазвичай додає чилер для поєднання з холодильним циклом, і тепло акумулятора відводиться через холодоагент; її основними компонентами є компресор, чилер та...електричний водяний насосЯк джерело живлення для холодильної системи, компресор визначає теплообмінну здатність усієї системи. Чилер діє як посередник між холодоагентом та охолоджувальною рідиною, а кількість теплообміну безпосередньо визначає температуру охолоджувальної рідини. Водяний насос визначає швидкість потоку охолоджувальної рідини в трубопроводі. Чим швидша швидкість потоку, тим краща ефективність теплопередачі, і навпаки.
Час публікації: 09 серпня 2024 р.
