Als Hauptenergiequelle von Fahrzeugen mit neuer Energie sind Energiebatterien für Fahrzeuge mit neuer Energie von großer Bedeutung.Während der tatsächlichen Nutzung des Fahrzeugs ist die Batterie komplexen und wechselnden Arbeitsbedingungen ausgesetzt.Um die Reichweite zu verbessern, müssen im Fahrzeug möglichst viele Batterien in einem bestimmten Raum untergebracht werden, sodass der Platz für den Batteriesatz im Fahrzeug sehr begrenzt ist.Die Batterie erzeugt beim Betrieb des Fahrzeugs viel Wärme und sammelt sich mit der Zeit auf relativ kleinem Raum an.Aufgrund der dichten Stapelung der Zellen im Akkupack ist es auch relativ schwieriger, die Wärme im mittleren Bereich bis zu einem gewissen Grad abzuleiten, was die Temperaturinkonsistenz zwischen den Zellen verschärft, was die Lade- und Entladeeffizienz des Akkus verringert und die Leistung der Batterie beeinträchtigen;Dies führt zu einem thermischen Durchgehen und beeinträchtigt die Sicherheit und Lebensdauer des Systems.
Die Temperatur des Power-Akkus hat großen Einfluss auf dessen Leistung, Lebensdauer und Sicherheit.Bei niedrigen Temperaturen erhöht sich der Innenwiderstand von Lithium-Ionen-Akkus und die Kapazität nimmt ab.Im Extremfall gefriert der Elektrolyt und die Batterie kann nicht entladen werden.Die Leistung des Batteriesystems bei niedrigen Temperaturen wird stark beeinträchtigt, was sich auf die Leistungsabgabeleistung von Elektrofahrzeugen auswirkt.Fade- und Reichweitenreduzierung.Beim Laden von Fahrzeugen mit neuer Energiequelle bei niedrigen Temperaturen heizt das allgemeine BMS die Batterie vor dem Laden zunächst auf eine geeignete Temperatur auf.Bei unsachgemäßer Handhabung kommt es zu einer sofortigen Spannungsüberladung, die zu einem internen Kurzschluss führt und zu weiterer Rauchentwicklung, Feuer oder sogar Explosion führen kann.Das Problem der Ladesicherheit bei niedrigen Temperaturen im Batteriesystem von Elektrofahrzeugen schränkt die Förderung von Elektrofahrzeugen in kalten Regionen erheblich ein.
Das Batterie-Wärmemanagement ist eine der wichtigen Funktionen im BMS, vor allem, um den Akku jederzeit in einem angemessenen Temperaturbereich zu halten und so den besten Betriebszustand des Akkus aufrechtzuerhalten.Das Thermomanagement der Batterie umfasst hauptsächlich die Funktionen Kühlen, Heizen und Temperaturausgleich.Die Kühl- und Heizfunktionen sind hauptsächlich auf den möglichen Einfluss der äußeren Umgebungstemperatur auf die Batterie abgestimmt.Der Temperaturausgleich dient dazu, den Temperaturunterschied im Inneren des Akkupacks zu verringern und einen schnellen Abfall durch Überhitzung eines bestimmten Teils des Akkus zu verhindern.
Im Allgemeinen werden die Kühlmodi von Power-Batterien hauptsächlich in drei Kategorien unterteilt: Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Direktkühlung.Der Luftkühlungsmodus nutzt natürlichen Wind oder Kühlluft im Fahrgastraum, die durch die Oberfläche der Batterie strömt, um Wärmeaustausch und Kühlung zu erreichen.Bei der Flüssigkeitskühlung wird im Allgemeinen eine unabhängige Kühlmittelleitung zum Heizen oder Kühlen der Leistungsbatterie verwendet.Derzeit ist diese Methode die gängige Kühlmethode.Beispielsweise verwenden sowohl Tesla als auch Volt diese Kühlmethode.Das Direktkühlsystem macht die Kühlleitung der Leistungsbatterie überflüssig und nutzt direkt Kältemittel zur Kühlung der Leistungsbatterie.
1. Luftkühlsystem:
In den frühen Leistungsbatterien wurden viele Leistungsbatterien aufgrund ihrer geringen Kapazität und Energiedichte durch Luftkühlung gekühlt.Luftkühlung (PTC-Lufterhitzer) ist in zwei Kategorien unterteilt: natürliche Luftkühlung und erzwungene Luftkühlung (mit Lüfter) und nutzt natürlichen Wind oder kalte Luft in der Kabine, um die Batterie zu kühlen.
Typische Vertreter luftgekühlter Systeme sind Nissan Leaf, Kia Soul EV usw.;Derzeit sind die 48-V-Batterien von 48-V-Mikrohybridfahrzeugen in der Regel im Fahrgastraum angeordnet und werden durch Luftkühlung gekühlt.Der Aufbau des Luftkühlsystems ist relativ einfach, die Technologie relativ ausgereift und die Kosten niedrig.Aufgrund der begrenzten Wärmeabfuhr der Luft ist ihre Wärmeaustauscheffizienz jedoch gering, die Gleichmäßigkeit der Innentemperatur der Batterie ist nicht gut und es ist schwierig, eine genauere Steuerung der Batterietemperatur zu erreichen.Daher eignet sich das Luftkühlsystem grundsätzlich für Situationen mit kurzer Reichweite und geringem Fahrzeuggewicht.
Es ist erwähnenswert, dass bei einem luftgekühlten System die Gestaltung des Luftkanals eine entscheidende Rolle für die Kühlwirkung spielt.Luftkanäle werden hauptsächlich in serielle Luftkanäle und parallele Luftkanäle unterteilt.Die serielle Struktur ist einfach, aber der Widerstand ist groß;Die Parallelstruktur ist komplexer und nimmt mehr Platz ein, aber die Gleichmäßigkeit der Wärmeableitung ist gut.
2. Flüssigkeitskühlsystem
Flüssigkeitsgekühlter Modus bedeutet, dass die Batterie Kühlflüssigkeit zum Wärmeaustausch verwendet (PTC-Kühlmittelheizung).Kühlmittel können in zwei Arten unterteilt werden, die direkt mit der Batteriezelle in Kontakt kommen können (Silikonöl, Rizinusöl usw.) und über Wasserkanäle mit der Batteriezelle in Kontakt kommen können (Wasser und Ethylenglykol usw.).Derzeit wird häufiger die gemischte Lösung aus Wasser und Ethylenglykol verwendet.Das Flüssigkeitskühlsystem fügt im Allgemeinen einen Kühler hinzu, der mit dem Kühlkreislauf verbunden ist, und die Wärme der Batterie wird über das Kältemittel abgeführt.Seine Kernkomponenten sind der Kompressor, der Kühler und daselektrische Wasserpumpe.Als Energiequelle der Kälte bestimmt der Kompressor die Wärmeaustauschkapazität des gesamten Systems.Der Kühler fungiert als Austausch zwischen dem Kältemittel und der Kühlflüssigkeit, und die Menge des Wärmeaustauschs bestimmt direkt die Temperatur der Kühlflüssigkeit.Die Wasserpumpe bestimmt die Durchflussmenge des Kühlmittels in der Rohrleitung.Je höher die Strömungsgeschwindigkeit, desto besser ist die Wärmeübertragungsleistung und umgekehrt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 30. Mai 2023
