Važnost baterija kao glavnog izvora energije za vozila s novim izvorima energije je očigledna. U stvarnoj upotrebi vozila, baterije će se suočiti sa složenim i raznolikim radnim uslovima. Kako bi se poboljšao domet vožnje, vozila moraju rasporediti što više baterijskih ćelija u određenom prostoru, tako da je prostor za baterijski paket na vozilu vrlo ograničen. Baterije generiraju veliku količinu toplote tokom rada vozila i vremenom se akumuliraju u relativno malim prostorima. Zbog gustog slaganja baterijskih ćelija unutar baterijskog paketa, relativno je teško odvesti toplotu u srednjem području, što pogoršava temperaturnu neravnomjernost između ćelija. Kao rezultat toga, smanjit će se efikasnost punjenja i pražnjenja baterije i uticati na njenu snagu; U težim slučajevima, to može dovesti i do termičkog pregrevanja, što utiče na sigurnost i vijek trajanja sistema.
Temperatura baterija ima značajan utjecaj na njihove performanse, vijek trajanja i sigurnost. Na niskim temperaturama, litijum-jonske baterije mogu doživjeti povećanje unutrašnjeg otpora i smanjenje kapaciteta. U ekstremnim slučajevima, to može dovesti do smrzavanja elektrolita i nemogućnosti pražnjenja baterije. Performanse baterijskog sistema na niskim temperaturama su značajno pogođene, što rezultira smanjenjem izlazne snage i smanjenim dometom vožnje električnih vozila. Prilikom punjenja vozila na nove izvore energije na niskim temperaturama, BMS (sistem upravljanja baterijama) obično zagrijava bateriju na odgovarajuću temperaturu prije punjenja. Ako se ne rukuje pravilno, može uzrokovati trenutno prekomjerno punjenje naponom, što rezultira unutrašnjim kratkim spojevima, što dalje može dovesti do dimljenja, požara, pa čak i eksplozija. Sigurnosni problemi punjenja na niskim temperaturama u baterijskim sistemima električnih vozila uveliko su ograničili promociju električnih vozila u hladnim regijama.
Upravljanje temperaturom baterijeje jedna od važnih funkcija u BMS-u, uglavnom osiguravajući da baterijski paket uvijek može raditi u odgovarajućem temperaturnom rasponu, čime se održava optimalno radno stanje baterijskog paketa.termičko upravljanje baterijamaUglavnom uključuje funkcije kao što su hlađenje, grijanje i uravnoteženje temperature. Funkcije hlađenja i grijanja se uglavnom podešavaju prema mogućem utjecaju vanjske temperature okoline na bateriju. Ravnoteža temperature se koristi za smanjenje temperaturne razlike unutar baterije i sprječavanje brzog propadanja uzrokovanog pregrijavanjem određenog dijela baterije.
Generalno govoreći, načini hlađenja baterija za napajanje uglavnom se dijele u tri kategorije: hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom i direktno hlađenje. Način hlađenja zrakom koristi prirodni vjetar ili rashladni zrak iz putničkog prostora za prolazak kroz površinu baterije radi izmjene topline i hlađenja. Hlađenje tekućinom uglavnom koristi nezavisne cjevovode rashladne tekućine za grijanje ili hlađenje baterija za napajanje. Trenutno je ova metoda glavna za hlađenje, kakvu koriste Tesla i Volt. Sistem direktnog hlađenja eliminira cjevovod rashladne tekućine baterije za napajanje i direktno koristi rashladno sredstvo za hlađenje baterije.
1. Sistem za hlađenje zrakom:
Rane baterije, zbog svog malog kapaciteta i gustoće energije, često su hlađene zrakom. Hlađenje zrakom se dijeli u dvije kategorije: prirodno hlađenje zrakom i prisilno hlađenje zrakom (pomoću ventilatora), koje koristi prirodni zrak ili hladan zrak iz kabine za hlađenje baterije.
Tipični predstavnici sistema hlađenja zrakom uključuju Nissan Leaf, Kia Soul EV, itd. Trenutno se 48V baterije mikro hibridnih vozila od 48V uglavnom nalaze u putničkom prostoru i hlade se zračnim hlađenjem. Dijagram puta hlađenja zrakom određene baterije prikazan je na slici 2. Struktura sistema hlađenja zrakom je relativno jednostavna, tehnologija je relativno zrela, a cijena relativno niska. Međutim, zbog ograničene topline koju prenosi zrak, efikasnost prijenosa topline je niska, a ujednačenost unutrašnje temperature baterije je loša, što otežava postizanje precizne kontrole temperature baterije. Stoga su sistemi hlađenja zrakom uglavnom pogodni za situacije s kratkim dometom vožnje i malom težinom vozila.
2. Sistem tečnog hlađenja
Režim tečnog hlađenja odnosi se na korištenje rashladne tečnosti u bateriji za razmjenu toplote, a njegov shematski dijagram prikazan je na slici 3. Rashladna tečnost se dijeli na dvije vrste: direktan kontakt sa ćelijama baterije (silikonsko ulje, ricinusovo ulje, itd.) i kontakt sa ćelijama baterije kroz vodene kanale (voda i etilen glikol, itd.); Trenutno se obično koriste mješoviti rastvori vode i etilen glikola. Sistemi tečnog hlađenja uglavnom dodaju hladnjak povezan sa ciklusom hlađenja, koji odvodi toplotu iz baterije putem rashladnog sredstva; Njegove osnovne komponente su kompresor, hladnjak i...vodena pumpaKompresor, kao izvor energije za hlađenje, određuje kapacitet prijenosa topline cijelog sistema. Čiler igra ulogu u izmjeni rashladnog i rashladnog sredstva, a količina izmjene topline direktno određuje temperaturu rashladnog sredstva. Vodena pumpa određuje brzinu protoka rashladnog sredstva u cjevovodu, i što je veća brzina protoka, to su bolje performanse prijenosa topline i obrnuto.
3. Direktni sistem hlađenja:
Sistem direktnog hlađenja koristi rashladno sredstvo sistema klima uređaja za direktno hlađenje baterije, kao što je prikazano na slici 11. Isparivač sistema klima uređaja je direktno ugrađen u sistem baterije, a rashladno sredstvo isparava u isparivaču kako bi se direktno uklonila toplota koju generiše sistem baterije, čime se postiže brži i efikasniji proces hlađenja. Trenutno postoji relativno malo modela koji koriste direktno hlađenje, a najčešći je BMW i3. Zbog odsustva međuizmjene toplote između tečnosti, sistem hlađenja ima kompaktnu strukturu, veću efikasnost hlađenja (3-4 puta veću od tečnog hlađenja) i relativno nižu cijenu. Ali problem leži u činjenici da je zbog konverzije rashladnog sredstva u gas-tečnost u cjevovodu, kontrola cijelog sistema relativno složena, a ujednačenost temperature loša. Također ima visoke zahtjeve za otpornost na visoki pritisak i zaptivanje sistema, što predstavlja značajan rizik za njegovu primjenu u cijelom vozilu.
Vrijeme objave: 27. mart 2026.
