Il sistema di gestione termica dei veicoli elettrici non solo garantisce un ambiente di guida confortevole per il conducente, ma controlla anche la temperatura, l'umidità, la temperatura dell'aria immessa, ecc. dell'ambiente interno. In particolare, controlla la temperatura della batteria. Il controllo della temperatura della batteria è fondamentale per garantire la sicurezza del veicolo elettrico ed è un prerequisito importante per un funzionamento efficiente e sicuro dell'automobile.
Esistono numerosi metodi di raffreddamento per le batterie di potenza, che possono essere suddivisi in raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento a dissipatore di calore, raffreddamento a materiale a cambiamento di fase e raffreddamento a tubo di calore.
Temperature troppo alte o troppo basse influiscono sulle prestazioni delle batterie agli ioni di litio, ma temperature diverse hanno effetti diversi sulla struttura interna della batteria e sulle reazioni chimiche degli ioni.
A basse temperature, la conduttività ionica dell'elettrolita durante la carica e la scarica è bassa e le impedenze all'interfaccia elettrodo positivo/elettrolita e all'interfaccia elettrodo negativo/elettrolita sono elevate, il che influisce sull'impedenza di trasferimento di carica sulle superfici degli elettrodi positivo e negativo e sulla velocità di diffusione degli ioni di litio nell'elettrodo negativo, influenzando in definitiva indicatori chiave come le prestazioni di scarica della batteria e l'efficienza di carica e scarica. A basse temperature, parte del solvente nell'elettrolita della batteria si solidifica, rendendo difficile la migrazione degli ioni di litio. Con il calo della temperatura, l'impedenza di reazione elettrochimica del sale dell'elettrolita continua ad aumentare e anche la costante di dissociazione dei suoi ioni continua a diminuire. Questi fattori influiscono seriamente sulla velocità di movimento degli ioni nell'elettrolita, riducendo la velocità di reazione elettrochimica; inoltre, durante il processo di carica della batteria a bassa temperatura, la difficoltà nella migrazione degli ioni di litio innesca la riduzione degli ioni di litio in dendriti di litio metallico, con conseguente decomposizione dell'elettrolita e aumento della polarizzazione di concentrazione. Inoltre, gli angoli acuti di questi dendriti di litio metallico possono facilmente perforare il separatore interno della batteria, causando un cortocircuito al suo interno e un conseguente incidente.
Le alte temperature non causano la solidificazione del solvente dell'elettrolita, né riducono la velocità di diffusione degli ioni del sale elettrolitico; al contrario, aumentano l'attività di reazione elettrochimica del materiale, incrementano la velocità di diffusione degli ioni e accelerano la migrazione degli ioni di litio, contribuendo quindi, in un certo senso, a migliorare le prestazioni di carica e scarica delle batterie agli ioni di litio. Tuttavia, temperature eccessivamente elevate accelerano la reazione di decomposizione del film SEI, la reazione tra il carbonio contenente litio e l'elettrolita, la reazione tra il carbonio contenente litio e l'adesivo, la reazione di decomposizione dell'elettrolita e la reazione di decomposizione del materiale catodico, compromettendo seriamente la durata e le prestazioni della batteria. Le reazioni sopra descritte sono quasi tutte irreversibili. Quando la velocità di reazione viene accelerata, i materiali disponibili per le reazioni elettrochimiche reversibili all'interno della batteria si riducono rapidamente, causando un calo delle prestazioni in breve tempo. Quando la temperatura della batteria continua a salire oltre la temperatura di sicurezza, all'interno della batteria si innesca spontaneamente una reazione di decomposizione dell'elettrolita e degli elettrodi, che genera una grande quantità di calore in brevissimo tempo, provocando un guasto termico che può portare alla completa distruzione della batteria. Nello spazio ristretto dell'alloggiamento, il calore fatica a dissiparsi in tempo e si accumula rapidamente. Questo aumenta notevolmente il rischio di una rapida propagazione del guasto termico, con conseguente emissione di fumo, autocombustione o addirittura esplosione del pacco batteria.
La strategia di controllo della gestione termica dei veicoli puramente elettrici è: Il processo di avviamento a freddo della batteria di potenza è: prima di avviare il veicolo elettrico, ilBMScontrolla la temperatura del modulo batteria e confronta il valore medio della temperatura del sensore di temperatura con la temperatura target. Se la temperatura media del modulo batteria corrente è superiore alla temperatura target, il veicolo elettrico può avviarsi normalmente; se il valore medio della temperatura del sensore è inferiore alla temperatura target, ilRiscaldatore PTC EVÈ necessario attivarlo per avviare il sistema di preriscaldamento. Durante il processo di riscaldamento, il BMS monitora costantemente la temperatura della batteria. Quando la temperatura della batteria aumenta durante il funzionamento del sistema di preriscaldamento, il sistema si arresta al raggiungimento della temperatura target da parte del sensore di temperatura medio.
Data di pubblicazione: 9 maggio 2024
