Nema sumnje da temperaturni faktor ima ključan utjecaj na performanse, vijek trajanja i sigurnost baterija. Općenito govoreći, očekujemo da će baterijski sustav raditi u rasponu od 15~35 ℃, kako bi se postigla najbolja izlazna i ulazna snaga, maksimalna dostupna energija i najdulji vijek trajanja (iako skladištenje na niskim temperaturama može produžiti vijek trajanja baterije, nema puno smisla prakticirati skladištenje na niskim temperaturama u primjenama, a baterije su u tom pogledu vrlo slične ljudima).
Trenutno se upravljanje toplinom sustava baterija može uglavnom podijeliti u četiri kategorije: prirodno hlađenje, hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom i izravno hlađenje. Među njima, prirodno hlađenje je pasivna metoda upravljanja toplinom, dok su hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom i istosmjerna struja aktivni. Glavna razlika između ove tri je razlika u mediju za izmjenu topline.
· Prirodno hlađenje
Slobodno hlađenje nema dodatne uređaje za izmjenu topline. Na primjer, BYD je usvojio prirodno hlađenje u modelima Qin, Tang, Song, E6, Tengshi i drugim koji koriste LFP ćelije. Razumije se da će sljedeći BYD prijeći na tekuće hlađenje za modele koji koriste ternarne baterije.
· Zračno hlađenje (PTC grijač zraka)
Zračno hlađenje koristi zrak kao medij za prijenos topline. Postoje dvije uobičajene vrste. Prva se naziva pasivno hlađenje zrakom, koje izravno koristi vanjski zrak za izmjenu topline. Druga vrsta je aktivno hlađenje zrakom, koje može prethodno zagrijati ili ohladiti vanjski zrak prije ulaska u sustav baterija. U ranim danima, mnogi japanski i korejski električni modeli koristili su rješenja hlađena zrakom.
· Hlađenje tekućinom
Tekućinsko hlađenje koristi antifriz (poput etilen glikola) kao medij za prijenos topline. U rješenju općenito postoji više različitih krugova izmjene topline. Na primjer, VOLT ima krug radijatora, krug klima uređaja (PTC klima uređaj) i PTC krug (PTC grijač rashladne tekućine). Sustav upravljanja baterijom reagira, prilagođava se i prebacuje prema strategiji upravljanja toplinom. TESLA Model S ima serijski spojen krug s hlađenjem motora. Kada je bateriju potrebno zagrijati na niskoj temperaturi, krug hlađenja motora spojen je serijski s krugom hlađenja baterije, a motor može zagrijati bateriju. Kada je baterija na visokoj temperaturi, krug hlađenja motora i krug hlađenja baterije podešavat će se paralelno, a dva sustava hlađenja će neovisno raspršivati toplinu.
1. Plinski kondenzator
2. Sekundarni kondenzator
3. Ventilator sekundarnog kondenzatora
4. Ventilator kondenzatora plina
5. Senzor tlaka klima uređaja (strana visokog tlaka)
6. Senzor temperature klima uređaja (visokotlačna strana)
7. Elektronički kompresor klima uređaja
8. Senzor tlaka klima uređaja (strana niskog tlaka)
9. Senzor temperature klima uređaja (strana niskog tlaka)
10. Ekspanzijski ventil (hladnjak)
11. Ekspanzijski ventil (isparivač)
· Izravno hlađenje
Izravno hlađenje koristi rashladno sredstvo (materijal koji mijenja fazu) kao medij za izmjenu topline. Rashladno sredstvo može apsorbirati veliku količinu topline tijekom procesa prijelaza iz plina u tekućinu. U usporedbi s rashladnim sredstvom, učinkovitost prijenosa topline može se povećati više od tri puta, a baterija se može brže zamijeniti. Toplina unutar sustava se odvodi. Shema izravnog hlađenja korištena je u BMW-u i3.
Osim učinkovitosti hlađenja, shema toplinskog upravljanja baterijskim sustavom mora uzeti u obzir konzistentnost temperature svih baterija. PACK ima stotine ćelija, a senzor temperature ne može detektirati svaku ćeliju. Na primjer, u modulu Tesla Model S nalaze se 444 baterije, ali su raspoređene samo 2 točke detekcije temperature. Stoga je potrebno dizajnom toplinskog upravljanja učiniti bateriju što je moguće konzistentnijom. Dobra konzistentnost temperature preduvjet je za konzistentne parametre performansi kao što su snaga baterije, vijek trajanja i stanje napunjenosti (SOC).
Vrijeme objave: 28. travnja 2024.
