การจัดการความร้อนระบบแบตเตอรี่พลังงานใหม่

การจัดการความร้อนระบบแบตเตอรี่พลังงานใหม่

ในฐานะแหล่งพลังงานหลักของรถยนต์พลังงานใหม่ แบตเตอรี่พลังงานจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรถยนต์พลังงานใหม่ ในระหว่างการใช้งานจริงของรถยนต์ แบตเตอรี่จะต้องเผชิญกับสภาพการทำงานที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้ เพื่อปรับปรุงระยะการล่องเรือ ยานพาหนะจำเป็นต้องจัดเรียงแบตเตอรี่ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในพื้นที่หนึ่ง ดังนั้นพื้นที่สำหรับชุดแบตเตอรี่บนยานพาหนะจึงมีจำกัดมาก แบตเตอรี่สร้างความร้อนจำนวนมากระหว่างการทำงานของรถยนต์และสะสมอยู่ในพื้นที่ที่ค่อนข้างเล็กเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากเซลล์แบตเตอรี่ซ้อนกันหนาแน่นในชุดแบตเตอรี่ การกระจายความร้อนในบริเวณตรงกลางได้ยากขึ้นในระดับหนึ่ง ทำให้อุณหภูมิระหว่างเซลล์ไม่สอดคล้องกันมากขึ้น ซึ่งจะลดประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ และส่งผลต่อกำลังของแบตเตอรี่ จะทำให้เกิดการระบายความร้อนและส่งผลต่อความปลอดภัยและอายุการใช้งานของระบบ

อุณหภูมิของพลังงานแบตเตอรี่มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพ อายุการใช้งาน และความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ที่อุณหภูมิต่ำ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเพิ่มขึ้นและความจุจะลดลง ในกรณีร้ายแรง อิเล็กโทรไลต์จะแข็งตัวและไม่สามารถคายประจุแบตเตอรี่ได้ ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำของระบบแบตเตอรี่จะได้รับผลกระทบอย่างมาก ส่งผลให้ประสิทธิภาพการส่งออกพลังงานของยานพาหนะไฟฟ้า ลดเลือนและระยะการขับขี่ เมื่อชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ BMS ทั่วไปจะอุ่นแบตเตอรี่ให้มีอุณหภูมิที่เหมาะสมก่อนทำการชาร์จ หากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม จะนำไปสู่การชาร์จไฟเกินทันที ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายใน และอาจเกิดควัน ไฟไหม้ หรือแม้แต่การระเบิดเพิ่มเติมได้ ปัญหาด้านความปลอดภัยในการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำของระบบแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าจำกัดการส่งเสริมรถยนต์ไฟฟ้าในพื้นที่หนาวเย็นในระดับสูง

การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่เป็นหนึ่งในฟังก์ชันที่สำคัญใน BMS โดยหลักแล้วเพื่อให้ชุดแบตเตอรี่ทำงานในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมตลอดเวลา เพื่อรักษาสภาพการทำงานที่ดีที่สุดของชุดแบตเตอรี่ การจัดการระบายความร้อนของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟังก์ชันการทำความเย็น การทำความร้อน และการปรับอุณหภูมิให้เท่ากัน ฟังก์ชันการทำความเย็นและการทำความร้อนส่วนใหญ่จะปรับตามผลกระทบที่เป็นไปได้ของอุณหภูมิแวดล้อมภายนอกที่มีต่อแบตเตอรี่ การปรับสมดุลอุณหภูมิใช้เพื่อลดความแตกต่างของอุณหภูมิภายในก้อนแบตเตอรี่ และป้องกันการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วที่เกิดจากความร้อนสูงเกินของบางส่วนของแบตเตอรี่ ดังที่แสดงในตารางที่ 1 โดยทั่วไปเราคาดว่าแบตเตอรี่จะทำงานในช่วงอุณหภูมิ 20~35 องศา ซึ่งสามารถให้กำลังขับและอินพุตที่ดีที่สุดของยานพาหนะ พลังงานสูงสุดที่มีอยู่ และอายุการใช้งานของวงจรที่ยาวนานที่สุด

โดยทั่วไป โหมดการทำความเย็นของแบตเตอรี่พลังงานจะแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก: การระบายความร้อนด้วยอากาศ การระบายความร้อนด้วยของเหลว และการระบายความร้อนโดยตรง โหมดระบายความร้อนด้วยอากาศใช้ลมธรรมชาติหรืออากาศเย็นในห้องโดยสารไหลผ่านพื้นผิวแบตเตอรี่เพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนและระบายความร้อน โดยทั่วไปการระบายความร้อนด้วยของเหลวจะใช้ท่อส่งน้ำหล่อเย็นอิสระเพื่อให้ความร้อนหรือความเย็นแก่แบตเตอรี่ และวิธีนี้เป็นวิธีหลักในการทำความเย็นในปัจจุบัน

1. ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ:

2. ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว
โหมดระบายความร้อนด้วยของเหลวหมายความว่าแบตเตอรี่ใช้ของเหลวทำความเย็นเพื่อระบายความร้อน ของเหลวหล่อเย็นสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทที่สามารถติดต่อแกนแบตเตอรี่ได้โดยตรง (น้ำมันซิลิคอน น้ำมันละหุ่ง ฯลฯ ) และสัมผัสแกนแบตเตอรี่ผ่านช่องทางน้ำ (น้ำ เอทิลีนไกลคอล ฯลฯ ); สารละลายผสมเอทิลีนไกลคอลมักใช้กันมากกว่า โดยทั่วไประบบระบายความร้อนด้วยของเหลวจะเพิ่มเครื่องทำความเย็นเพื่อควบคู่กับวงจรการทำความเย็น และความร้อนของแบตเตอรี่จะถูกนำออกไปผ่านสารทำความเย็น ส่วนประกอบหลักคือคอมเพรสเซอร์ เครื่องทำความเย็น และปั๊มน้ำ ในฐานะที่เป็นแหล่งพลังงานในการทำความเย็น คอมเพรสเซอร์จะกำหนดความสามารถในการแลกเปลี่ยนความร้อนของทั้งระบบ เครื่องทำความเย็นทำหน้าที่เป็นการแลกเปลี่ยนระหว่างสารทำความเย็นและของเหลวทำความเย็น และปริมาณการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิของของเหลวทำความเย็นโดยตรง ปั๊มน้ำจะกำหนดอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นในท่อ ยิ่งอัตราการไหลเร็วขึ้น ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้น และในทางกลับกัน