Como principal fuente de energía de los vehículos de nuevas energías, las baterías eléctricas son de gran importancia para los vehículos de nuevas energías.Durante el uso real del vehículo, la batería se enfrentará a condiciones de trabajo complejas y cambiantes.Para mejorar la autonomía, el vehículo necesita colocar tantas baterías como sea posible en un espacio determinado, por lo que el espacio para el paquete de baterías en el vehículo es muy limitado.La batería genera mucho calor durante el funcionamiento del vehículo y se acumula en un espacio relativamente pequeño con el tiempo.Debido al denso apilamiento de celdas en el paquete de baterías, también es relativamente más difícil disipar el calor en el área intermedia hasta cierto punto, lo que exacerba la inconsistencia de temperatura entre las celdas, lo que reducirá la eficiencia de carga y descarga de la batería y afectar la potencia de la batería;Provocará una fuga térmica y afectará la seguridad y la vida útil del sistema.
La temperatura de la batería de potencia tiene una gran influencia en su rendimiento, vida útil y seguridad.A baja temperatura, la resistencia interna de las baterías de iones de litio aumentará y la capacidad disminuirá.En casos extremos, el electrolito se congelará y la batería no podrá descargarse.El rendimiento a baja temperatura del sistema de batería se verá muy afectado, lo que afectará al rendimiento de producción de energía de los vehículos eléctricos.Reducción de desvanecimiento y alcance.Al cargar vehículos de nueva energía en condiciones de baja temperatura, el BMS general primero calienta la batería a una temperatura adecuada antes de cargarla.Si no se maneja adecuadamente, se producirá una sobrecarga instantánea de voltaje, lo que provocará un cortocircuito interno y podría producirse más humo, incendio o incluso explosión.El problema de seguridad de la carga a baja temperatura del sistema de baterías de vehículos eléctricos restringe en gran medida la promoción de vehículos eléctricos en regiones frías.
La gestión térmica de la batería es una de las funciones importantes en BMS, principalmente para mantener la batería funcionando en un rango de temperatura adecuado en todo momento, a fin de mantener las mejores condiciones de funcionamiento de la batería.La gestión térmica de la batería incluye principalmente las funciones de refrigeración, calefacción y ecualización de temperatura.Las funciones de refrigeración y calefacción se ajustan principalmente al posible impacto de la temperatura ambiente exterior en la batería.La ecualización de temperatura se utiliza para reducir la diferencia de temperatura dentro del paquete de baterías y evitar el rápido deterioro causado por el sobrecalentamiento de una determinada parte de la batería.
En términos generales, los modos de refrigeración de las baterías eléctricas se dividen principalmente en tres categorías: refrigeración por aire, refrigeración líquida y refrigeración directa.El modo de refrigeración por aire utiliza el viento natural o el aire de refrigeración del habitáculo para fluir a través de la superficie de la batería para lograr el intercambio de calor y la refrigeración.La refrigeración líquida generalmente utiliza una tubería de refrigerante independiente para calentar o enfriar la batería.En la actualidad, este método es la corriente principal del enfriamiento.Por ejemplo, tanto Tesla como Volt utilizan este método de enfriamiento.El sistema de enfriamiento directo elimina la tubería de enfriamiento de la batería y utiliza refrigerante directamente para enfriar la batería.
1. Sistema de refrigeración por aire:
En las primeras baterías de energía, debido a su pequeña capacidad y densidad de energía, muchas baterías de energía se enfriaban mediante refrigeración por aire.Aire acondicionado (Calentador de aire PTC) se divide en dos categorías: refrigeración por aire natural y refrigeración por aire forzado (mediante ventilador), y utiliza viento natural o aire frío en la cabina para enfriar la batería.
Los representantes típicos de los sistemas refrigerados por aire son el Nissan Leaf, el Kia Soul EV, etc.;Actualmente, las baterías de 48 V de los vehículos microhíbridos de 48 V generalmente están dispuestas en el habitáculo y se enfrían mediante refrigeración por aire.La estructura del sistema de refrigeración por aire es relativamente simple, la tecnología es relativamente madura y el costo es bajo.Sin embargo, debido al calor limitado que elimina el aire, su eficiencia de intercambio de calor es baja, la uniformidad de la temperatura interna de la batería no es buena y es difícil lograr un control más preciso de la temperatura de la batería.Por lo tanto, el sistema de refrigeración por aire suele ser adecuado para situaciones con una autonomía de crucero corta y un vehículo ligero.
Vale la pena mencionar que para un sistema enfriado por aire, el diseño del conducto de aire juega un papel vital en el efecto de enfriamiento.Los conductos de aire se dividen principalmente en conductos de aire en serie y conductos de aire paralelos.La estructura en serie es simple, pero la resistencia es grande;la estructura paralela es más compleja y ocupa más espacio, pero la uniformidad de la disipación de calor es buena.
2. Sistema de refrigeración líquida
El modo de refrigeración líquida significa que la batería utiliza líquido refrigerante para intercambiar calor (Calentador de refrigerante PTC).El refrigerante se puede dividir en dos tipos que pueden entrar en contacto directo con la celda de la batería (aceite de silicona, aceite de ricino, etc.) y entrar en contacto con la celda de la batería (agua y etilenglicol, etc.) a través de canales de agua;En la actualidad, se utiliza más la solución mixta de agua y etilenglicol.El sistema de refrigeración líquida generalmente añade un enfriador para acoplarlo al ciclo de refrigeración y el calor de la batería se extrae a través del refrigerante;Sus componentes principales son el compresor, el enfriador y elbomba de agua electrica.Como fuente de energía de refrigeración, el compresor determina la capacidad de intercambio de calor de todo el sistema.El enfriador actúa como un intercambio entre el refrigerante y el líquido refrigerante, y la cantidad de intercambio de calor determina directamente la temperatura del líquido refrigerante.La bomba de agua determina el caudal de refrigerante en la tubería.Cuanto más rápido sea el caudal, mejor será el rendimiento de la transferencia de calor y viceversa.
Hora de publicación: 30 de mayo de 2023
