Essendo la principale fonte di energia dei veicoli a nuova energia, le batterie di alimentazione sono di grande importanza per i veicoli a nuova energia.Durante l'utilizzo effettivo del veicolo, la batteria dovrà affrontare condizioni di lavoro complesse e mutevoli.Per migliorare l'autonomia, il veicolo deve disporre quante più batterie possibile in un determinato spazio, quindi lo spazio per il pacco batterie sul veicolo è molto limitato.La batteria genera molto calore durante il funzionamento del veicolo e si accumula nel tempo in uno spazio relativamente piccolo.A causa del denso accumulo di celle nel pacco batteria, è anche relativamente più difficile dissipare il calore nell'area centrale in una certa misura, esacerbando l'incoerenza di temperatura tra le celle, che ridurrà l'efficienza di carica e scarica della batteria e influenzare la potenza della batteria;Ciò causerà una fuga termica e influenzerà la sicurezza e la durata del sistema.
La temperatura della batteria di alimentazione ha una grande influenza sulle sue prestazioni, durata e sicurezza.A bassa temperatura, la resistenza interna delle batterie agli ioni di litio aumenterà e la capacità diminuirà.In casi estremi, l'elettrolito si congela e la batteria non può essere scaricata.Le prestazioni a bassa temperatura del sistema batteria saranno notevolmente influenzate, con conseguenti prestazioni di potenza in uscita dei veicoli elettrici.Dissolvenza e riduzione della portata.Quando si caricano veicoli a nuova energia in condizioni di bassa temperatura, il BMS generale riscalda innanzitutto la batteria a una temperatura adeguata prima di caricarla.Se non viene maneggiato correttamente, causerà un sovraccarico di tensione istantaneo, con conseguente cortocircuito interno e potrebbero verificarsi ulteriore fumo, incendio o addirittura esplosione.Il problema della sicurezza della ricarica a bassa temperatura del sistema di batterie dei veicoli elettrici limita in larga misura la promozione dei veicoli elettrici nelle regioni fredde.
La gestione termica della batteria è una delle funzioni importanti nel BMS, principalmente per mantenere la batteria sempre funzionante in un intervallo di temperatura appropriato, in modo da mantenere le migliori condizioni di funzionamento della batteria.La gestione termica della batteria comprende principalmente le funzioni di raffreddamento, riscaldamento ed equalizzazione della temperatura.Le funzioni di raffreddamento e riscaldamento vengono regolate principalmente per il possibile impatto della temperatura ambiente esterna sulla batteria.L'equalizzazione della temperatura viene utilizzata per ridurre la differenza di temperatura all'interno del pacco batteria e prevenire un rapido decadimento causato dal surriscaldamento di una determinata parte della batteria.
In generale, le modalità di raffreddamento delle batterie di alimentazione sono principalmente suddivise in tre categorie: raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido e raffreddamento diretto.La modalità di raffreddamento ad aria utilizza il vento naturale o l'aria di raffreddamento nell'abitacolo per fluire attraverso la superficie della batteria per ottenere lo scambio di calore e il raffreddamento.Il raffreddamento a liquido utilizza generalmente una tubazione del refrigerante indipendente per riscaldare o raffreddare la batteria di alimentazione.Al momento, questo metodo è la corrente principale del raffreddamento.Ad esempio, Tesla e Volt utilizzano entrambi questo metodo di raffreddamento.Il sistema di raffreddamento diretto elimina la tubazione di raffreddamento della batteria di alimentazione e utilizza direttamente il refrigerante per raffreddare la batteria di alimentazione.
1. Sistema di raffreddamento ad aria:
Nelle prime batterie di potenza, a causa della loro ridotta capacità e densità di energia, molte batterie di potenza venivano raffreddate mediante raffreddamento ad aria.Aria condizionata (Riscaldatore d'aria PTC) è suddiviso in due categorie: raffreddamento ad aria naturale e raffreddamento ad aria forzata (tramite ventola) e utilizza il vento naturale o l'aria fredda nella cabina per raffreddare la batteria.
Rappresentanti tipici dei sistemi raffreddati ad aria sono Nissan Leaf, Kia Soul EV, ecc.;attualmente, le batterie da 48 V dei veicoli microibridi da 48 V sono generalmente disposte nell'abitacolo e vengono raffreddate mediante raffreddamento ad aria.La struttura del sistema di raffreddamento ad aria è relativamente semplice, la tecnologia è relativamente matura e il costo è basso.Tuttavia, a causa del limitato calore portato via dall'aria, l'efficienza dello scambio termico è bassa, l'uniformità della temperatura interna della batteria non è buona ed è difficile ottenere un controllo più preciso della temperatura della batteria.Pertanto, il sistema di raffreddamento ad aria è generalmente adatto a situazioni con autonomia di crociera breve e peso del veicolo leggero.
Vale la pena ricordare che in un sistema raffreddato ad aria, la progettazione del condotto dell'aria gioca un ruolo fondamentale nell'effetto di raffreddamento.I condotti dell'aria sono principalmente suddivisi in condotti dell'aria seriali e condotti dell'aria paralleli.La struttura seriale è semplice, ma la resistenza è ampia;la struttura parallela è più complessa e occupa più spazio, ma l'uniformità di dissipazione del calore è buona.
2. Sistema di raffreddamento a liquido
La modalità raffreddata a liquido significa che la batteria utilizza il liquido di raffreddamento per scambiare calore (Riscaldatore del liquido di raffreddamento PTC).Il liquido refrigerante può essere diviso in due tipi che possono entrare in contatto direttamente con la cella della batteria (olio di silicone, olio di ricino, ecc.) e entrare in contatto con la cella della batteria (acqua e glicole etilenico, ecc.) attraverso canali d'acqua;attualmente viene utilizzata maggiormente la soluzione mista di acqua e glicole etilenico.Il sistema di raffreddamento a liquido generalmente aggiunge un refrigeratore da accoppiare al ciclo frigorifero, e il calore della batteria viene portato via attraverso il refrigerante;i suoi componenti principali sono il compressore, il refrigeratore e ilpompa dell'acqua elettrica.In quanto fonte di energia frigorifera, il compressore determina la capacità di scambio termico dell'intero sistema.Il refrigeratore agisce come uno scambio tra il refrigerante e il liquido di raffreddamento e la quantità di scambio di calore determina direttamente la temperatura del liquido di raffreddamento.La pompa dell'acqua determina la portata del liquido di raffreddamento nella tubazione.Maggiore è la portata, migliore è la prestazione di trasferimento del calore e viceversa.
Orario di pubblicazione: 30 maggio 2023