Решенија за термичко управување за батериски системи

Нема сомнение дека факторот на температура има клучно влијание врз перформансите, животниот век и безбедноста на батериите. Општо земено, очекуваме системот на батерии да работи во опсег од 15~35℃, со цел да се постигне најдобра излезна и влезна моќност, максимална достапна енергија и најдолг век на траење (иако складирањето на ниска температура може да го продолжи календарскиот век на траење на батеријата, но нема многу смисла да се практикува складирање на ниска температура во апликациите, а батериите се многу слични на луѓето во овој поглед).

Во моментов, термичкото управување на батерискиот систем може да се подели главно во четири категории: природно ладење, воздушно ладење, течно ладење и директно ладење. Меѓу нив, природното ладење е пасивен метод на термичко управување, додека воздушното ладење, течното ладење и еднонасочната струја се активни. Главната разлика помеѓу овие три е разликата во медиумот за размена на топлина.

· Природно ладење
Слободното ладење нема дополнителни уреди за размена на топлина. На пример, BYD го усвои природното ладење кај моделите Qin, Tang, Song, E6, Tengshi и други модели кои користат LFP ќелии. Разбирливо е дека следниот BYD ќе се префрли на течно ладење за моделите што користат тројни батерии.

· Воздушно ладење (PTC грејач на воздух)
Воздушното ладење го користи воздухот како медиум за пренос на топлина. Постојат два вообичаени типа. Првиот се нарекува пасивно воздушно ладење, кое директно користи надворешен воздух за размена на топлина. Вториот тип е активно воздушно ладење, кое може претходно да го загрее или излади надворешниот воздух пред да влезе во батерискиот систем. Во раните денови, многу јапонски и корејски електрични модели користеа воздушно ладени решенија.

· Течно ладење
Течното ладење користи антифриз (како што е етилен гликол) како медиум за пренос на топлина. Во растворот генерално постојат повеќе различни кола за размена на топлина. На пример, VOLT има коло за радијатор, коло за климатизација (PTC климатизација), и PTC коло (PTC грејач на течноста за ладење). Системот за управување со батериите реагира, се прилагодува и се префрла според стратегијата за термичко управување. TESLA Model S има коло поврзано сериски со ладењето на моторот. Кога батеријата треба да се загрее на ниска температура, колото за ладење на моторот е поврзано сериски со колото за ладење на батеријата, а моторот може да ја загрее батеријата. Кога батеријата е на висока температура, колото за ладење на моторот и колото за ладење на батеријата ќе се прилагодат паралелно, а двата системи за ладење ќе ја распрснуваат топлината независно.

1. Кондензатор на гас

2. Секундарен кондензатор

3. Вентилатор на секундарниот кондензатор

4. Вентилатор на гасен кондензатор

5. Сензор за притисок на клима уредот (страна со висок притисок)

6. Сензор за температура на клима уредот (страна со висок притисок)

7. Електронски компресор за клима уред

8. Сензор за притисок на клима уредот (страна со низок притисок)

9. Сензор за температура на клима уредот (страна со низок притисок)

10. Експанзионен вентил (ладилник)

11. Експанзионен вентил (испарувач)

· Директно ладење
Директното ладење користи фреон (материјал што ја менува фазата) како медиум за размена на топлина. Фрижиден медиум може да апсорбира голема количина на топлина за време на процесот на фазен премин од гас во течност. Во споредба со фреонот, ефикасноста на пренос на топлина може да се зголеми за повеќе од три пати, а батеријата може да се замени побрзо. Топлината во системот се одведува. Шемата за директно ладење е користена во BMW i3.

 

Покрај ефикасноста на ладењето, шемата за термичко управување на системот за батерии треба да ја земе предвид конзистентноста на температурата на сите батерии. PACK има стотици ќелии, а сензорот за температура не може да детектира секоја ќелија. На пример, во модулот на Tesla Model S има 444 батерии, но се распоредени само 2 точки за детекција на температурата. Затоа, потребно е батеријата да се направи што е можно поконзистентна преку дизајнот за термичко управување. А добрата конзистентност на температурата е предуслов за конзистентни параметри на перформансите како што се моќноста на батеријата, животниот век и SOC.