Como principal fonte de energia dos novos veículos energéticos, as baterias elétricas são de grande importância para os novos veículos energéticos.Durante o uso real do veículo, a bateria enfrentará condições de trabalho complexas e mutáveis.Para melhorar a autonomia de cruzeiro, o veículo precisa organizar o máximo de baterias possível em um determinado espaço, de forma que o espaço para a bateria no veículo seja muito limitado.A bateria gera muito calor durante a operação do veículo e se acumula em um espaço relativamente pequeno com o tempo.Devido ao denso empilhamento de células na bateria, também é relativamente mais difícil dissipar o calor na área intermediária até certo ponto, exacerbando a inconsistência de temperatura entre as células, o que reduzirá a eficiência de carga e descarga da bateria e afetar a potência da bateria;Isso causará fuga térmica e afetará a segurança e a vida útil do sistema.
A temperatura da bateria tem grande influência em seu desempenho, vida útil e segurança.Em baixas temperaturas, a resistência interna das baterias de íons de lítio aumentará e a capacidade diminuirá.Em casos extremos, o eletrólito congelará e a bateria não poderá ser descarregada.O desempenho em baixa temperatura do sistema de bateria será bastante afetado, resultando no desempenho de potência dos veículos elétricos.Fade e redução de alcance.Ao carregar veículos de energia nova em condições de baixa temperatura, o BMS geral primeiro aquece a bateria a uma temperatura adequada antes de carregá-la.Se não for manuseado corretamente, causará sobrecarga instantânea de tensão, resultando em curto-circuito interno, podendo ocorrer mais fumaça, incêndio ou até mesmo explosão.O problema de segurança do carregamento em baixa temperatura do sistema de bateria de veículos elétricos restringe em grande medida a promoção de veículos elétricos em regiões frias.
O gerenciamento térmico da bateria é uma das funções importantes do BMS, principalmente para manter a bateria funcionando sempre em uma faixa de temperatura adequada, de modo a manter as melhores condições de funcionamento da bateria.O gerenciamento térmico da bateria inclui principalmente as funções de resfriamento, aquecimento e equalização de temperatura.As funções de resfriamento e aquecimento são ajustadas principalmente para o possível impacto da temperatura ambiente externa na bateria.A equalização de temperatura é usada para reduzir a diferença de temperatura dentro da bateria e evitar a deterioração rápida causada pelo superaquecimento de uma determinada parte da bateria.
De modo geral, os modos de resfriamento das baterias elétricas são divididos principalmente em três categorias: resfriamento a ar, resfriamento a líquido e resfriamento direto.O modo de resfriamento a ar usa o vento natural ou o ar de resfriamento no habitáculo para fluir através da superfície da bateria para obter troca de calor e resfriamento.O resfriamento líquido geralmente usa uma tubulação de refrigeração independente para aquecer ou resfriar a bateria.Atualmente, este método é a corrente principal do resfriamento.Por exemplo, Tesla e Volt usam esse método de resfriamento.O sistema de resfriamento direto elimina a tubulação de resfriamento da bateria elétrica e usa refrigerante diretamente para resfriar a bateria elétrica.
1. Sistema de refrigeração a ar:
Nas primeiras baterias de energia, devido à sua pequena capacidade e densidade de energia, muitas baterias de energia eram resfriadas por resfriamento a ar.Resfriamento a ar (Aquecedor de ar PTC) é dividido em duas categorias: resfriamento a ar natural e resfriamento a ar forçado (usando ventilador), e utiliza vento natural ou ar frio na cabine para resfriar a bateria.
Representantes típicos de sistemas refrigerados a ar são Nissan Leaf, Kia Soul EV, etc.;atualmente, as baterias de 48V dos veículos micro-híbridos de 48V são geralmente dispostas no habitáculo e são resfriadas por refrigeração a ar.A estrutura do sistema de refrigeração a ar é relativamente simples, a tecnologia é relativamente madura e o custo é baixo.Porém, devido ao calor limitado retirado pelo ar, sua eficiência de troca de calor é baixa, a uniformidade da temperatura interna da bateria não é boa e é difícil conseguir um controle mais preciso da temperatura da bateria.Portanto, o sistema de refrigeração a ar é geralmente adequado para situações com autonomia de cruzeiro curta e veículo com peso leve.
Vale ressaltar que para um sistema refrigerado a ar, o projeto do duto de ar desempenha um papel vital no efeito de resfriamento.Os dutos de ar são divididos principalmente em dutos de ar seriais e dutos de ar paralelos.A estrutura serial é simples, mas a resistência é grande;a estrutura paralela é mais complexa e ocupa mais espaço, mas a uniformidade da dissipação de calor é boa.
2. Sistema de refrigeração líquida
O modo de refrigeração líquida significa que a bateria utiliza líquido de refrigeração para trocar calor (Aquecedor de refrigerante PTC).O refrigerante pode ser dividido em dois tipos que podem entrar em contato direto com a célula da bateria (óleo de silício, óleo de rícino, etc.) e entrar em contato com a célula da bateria (água e etilenoglicol, etc.) através de canais de água;atualmente, a solução mista de água e etilenoglicol é mais utilizada.O sistema de refrigeração líquida geralmente adiciona um resfriador para acoplar ao ciclo de refrigeração, e o calor da bateria é retirado através do refrigerante;seus principais componentes são o compressor, o chiller e obomba de água elétrica.Como fonte de energia de refrigeração, o compressor determina a capacidade de troca de calor de todo o sistema.O chiller atua como uma troca entre o refrigerante e o líquido de resfriamento, e a quantidade de troca de calor determina diretamente a temperatura do líquido de resfriamento.A bomba de água determina a vazão do refrigerante na tubulação.Quanto mais rápida for a vazão, melhor será o desempenho da transferência de calor e vice-versa.
Horário da postagem: 30 de maio de 2023
