Nie ma wątpliwości, że czynnik temperatury ma kluczowy wpływ na wydajność, żywotność i bezpieczeństwo akumulatorów. Ogólnie rzecz biorąc, oczekujemy, że system akumulatorów będzie działał w zakresie temperatur 15–35°C, aby osiągnąć najlepszą moc wyjściową i wejściową, maksymalną dostępną energię i najdłuższy cykl życia (chociaż przechowywanie w niskiej temperaturze może wydłużyć kalendarzowy czas pracy akumulatora, nie ma większego sensu stosowanie przechowywania w niskiej temperaturze w zastosowaniach, a akumulatory są pod tym względem bardzo podobne do ludzi).
Obecnie zarządzanie temperaturą w systemie akumulatorów można podzielić na cztery główne kategorie: chłodzenie naturalne, chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą i chłodzenie bezpośrednie. Spośród nich chłodzenie naturalne to pasywna metoda zarządzania temperaturą, natomiast chłodzenie powietrzem, chłodzenie cieczą i prądem stałym to metody aktywne. Główną różnicą między tymi trzema metodami jest różnica w medium wymiany ciepła.
· Naturalne chłodzenie
Chłodzenie swobodne nie wymaga dodatkowych urządzeń do wymiany ciepła. Na przykład, BYD zastosował chłodzenie naturalne w modelach Qin, Tang, Song, E6, Tengshi i innych, wykorzystujących ogniwa LFP. Zakłada się, że w kolejnych modelach BYD przejdzie na chłodzenie cieczą w modelach z bateriami trójskładnikowymi.
· Chłodzenie powietrzem (Podgrzewacz powietrza PTC)
Chłodzenie powietrzem wykorzystuje powietrze jako nośnik ciepła. Istnieją dwa popularne rodzaje chłodzenia. Pierwszy to pasywne chłodzenie powietrzem, które bezpośrednio wykorzystuje powietrze zewnętrzne do wymiany ciepła. Drugi to aktywne chłodzenie powietrzem, które może wstępnie ogrzać lub schłodzić powietrze zewnętrzne przed jego wejściem do układu akumulatorów. Na początku wiele japońskich i koreańskich modeli elektrycznych korzystało z rozwiązań chłodzonych powietrzem.
· Chłodzenie cieczą
Chłodzenie cieczą wykorzystuje środek przeciwzamarzaniowy (taki jak glikol etylenowy) jako nośnik ciepła. W systemie występuje zazwyczaj wiele różnych obwodów wymiany ciepła. Na przykład VOLT ma obwód chłodnicy, obwód klimatyzacji (Klimatyzacja PTC) i obwód PTC (Podgrzewacz płynu chłodzącego PTCSystem zarządzania akumulatorem reaguje, dostosowuje i przełącza się zgodnie ze strategią zarządzania temperaturą. Model TESLA S posiada obwód połączony szeregowo z układem chłodzenia silnika. Gdy akumulator wymaga podgrzania do niskiej temperatury, obwód chłodzenia silnika jest połączony szeregowo z obwodem chłodzenia akumulatora, a silnik może podgrzać akumulator. Gdy akumulator ma wysoką temperaturę, obwód chłodzenia silnika i obwód chłodzenia akumulatora będą regulowane równolegle, a oba układy chłodzenia będą niezależnie odprowadzać ciepło.
1. Kondensator gazu
2. Kondensator wtórny
3. Wentylator skraplacza wtórnego
4. Wentylator skraplacza gazu
5. Czujnik ciśnienia klimatyzacji (strona wysokiego ciśnienia)
6. Czujnik temperatury klimatyzatora (strona wysokiego ciśnienia)
7. Elektroniczny kompresor klimatyzatora
8. Czujnik ciśnienia klimatyzacji (strona niskiego ciśnienia)
9. Czujnik temperatury klimatyzatora (strona niskiego ciśnienia)
10. Zawór rozprężny (chłodnica)
11. Zawór rozprężny (parownik)
· Chłodzenie bezpośrednie
W systemie chłodzenia bezpośredniego jako medium wymiany ciepła wykorzystywany jest czynnik chłodniczy (substancja zmieniająca fazę). Czynnik chłodniczy może absorbować dużą ilość ciepła podczas procesu przemiany fazowej gaz-ciecz. W porównaniu z tradycyjnym czynnikiem chłodniczym, wydajność wymiany ciepła może być ponad trzykrotnie większa, a wymiana akumulatora szybsza. Ciepło wewnątrz układu jest odprowadzane. System chłodzenia bezpośredniego został zastosowany w BMW i3.
Oprócz wydajności chłodzenia, system zarządzania temperaturą w systemie akumulatorów musi uwzględniać spójność temperatury wszystkich akumulatorów. PACK składa się z setek ogniw, a czujnik temperatury nie jest w stanie wykryć każdego z nich. Na przykład, w module Tesli Model S znajdują się 444 akumulatory, ale rozmieszczono tylko dwa punkty pomiaru temperatury. Dlatego konieczne jest zapewnienie jak największej spójności temperatury akumulatora poprzez zaprojektowanie systemu zarządzania temperaturą. Dobra spójność temperatury jest warunkiem wstępnym dla uzyskania spójnych parametrów wydajności, takich jak moc, żywotność i stan naładowania (SOC).
Czas publikacji: 28-04-2024
