Como principal fuente de energía de los vehículos de nueva energía, las baterías son de gran importancia. Durante el uso real del vehículo, la batería se enfrenta 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 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 a la densa acumulación de celdas en el paquete de baterías, también es relativamente más difícil disipar el calor en el área central 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 afectará la potencia de la batería; provocará fugas térmicas y afectará la seguridad y la vida útil del sistema.
La temperatura de la batería tiene una gran influencia en su rendimiento, vida útil y seguridad. A bajas temperaturas, la resistencia interna de las baterías de iones de litio aumentará y su capacidad disminuirá. En casos extremos, el electrolito se congelará y la batería no podrá descargarse. El rendimiento del sistema de batería a baja temperatura se verá gravemente afectado, lo que resultará en la potencia de salida de los vehículos eléctricos. Se producirá desvanecimiento y reducción de la autonomía. Al cargar vehículos de nueva energía a bajas temperaturas, el BMS general calienta primero la batería a una temperatura adecuada antes de cargarla. Si no se maneja correctamente, provocará una sobrecarga instantánea de voltaje, lo que resultará en un cortocircuito interno y, posteriormente, humo, incendio o incluso explosión. El problema de seguridad en la carga a baja temperatura del sistema de batería 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 más importantes del BMS, principalmente para mantener el paquete de baterías funcionando en un rango de temperatura adecuado en todo momento y así mantener su óptimo estado de funcionamiento. Esta gestión incluye principalmente las funciones de refrigeración, calefacción y ecualización de temperatura. Estas funciones se ajustan principalmente para considerar el posible impacto de la temperatura ambiente externa en la batería. La ecualización de temperatura se utiliza para reducir la diferencia de temperatura dentro del paquete de baterías y evitar el deterioro prematuro causado por el sobrecalentamiento de alguna parte de la batería.
En general, los modos de refrigeración de las baterías de energía 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 que fluya a través de la superficie de la batería y así lograr el intercambio de calor y la refrigeración. La refrigeración líquida generalmente utiliza una tubería de refrigerante independiente para calentar o enfriar la batería de energía. Actualmente, este método es el más común. Por ejemplo, Tesla y Volt utilizan este método de refrigeración. El sistema de refrigeración directa elimina la tubería de refrigeración de la batería de energía y utiliza directamente refrigerante para enfriarla.
1. Sistema de refrigeración por aire:
En las primeras baterías de energía, debido a su pequeña capacidad y densidad energética, muchas baterías de energía se enfriaban mediante refrigeración por aire. Refrigeración por aire (Calentador de aire PTC) se divide en dos categorías: enfriamiento por aire natural y enfriamiento por aire forzado (mediante ventilador), y utiliza viento natural o aire frío en la cabina para enfriar la batería.
Representantes típicos de 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 suelen estar ubicadas en el habitáculo y se refrigeran por aire. La estructura del sistema de refrigeración por aire es relativamente sencilla, la tecnología está bastante desarrollada y su coste es bajo. Sin embargo, debido a la limitada disipación de calor por aire, su eficiencia de intercambio térmico es baja, la uniformidad de la temperatura interna de la batería no es buena y resulta 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 poca autonomía y vehículos ligeros.
Cabe mencionar que, en un sistema refrigerado por aire, el diseño del conducto de aire juega un papel fundamental en el efecto de refrigeración. Los conductos de aire se dividen principalmente en conductos en serie y conductos en paralelo. La estructura en serie es simple, pero presenta una gran resistencia; la estructura en paralelo es más compleja y ocupa más espacio, pero ofrece una buena uniformidad de disipación térmica.
2. Sistema de refrigeración líquida
El modo de refrigeración líquida significa que la batería utiliza líquido refrigerante para intercambiar calor (Calentador de refrigerante PTCEl refrigerante se puede dividir en dos tipos: uno puede entrar en contacto directo con la celda de la batería (aceite de silicio, aceite de ricino, etc.) y otro puede entrar en contacto con la celda de la batería (agua y etilenglicol, etc.) a través de canales de agua. Actualmente, se utiliza más la solución mixta de agua y etilenglicol. El sistema de refrigeración líquida generalmente incorpora un enfriador para acoplarse al ciclo de refrigeración, y el calor de la batería se disipa a través del refrigerante. Sus componentes principales son el compresor, el enfriador y el...bomba de agua eléctricaComo fuente de energía para la refrigeración, el compresor determina la capacidad de intercambio de calor de todo el sistema. El enfriador actúa como intercambiador 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 del refrigerante en la tubería. Cuanto mayor sea el caudal, mejor será la transferencia de calor, y viceversa.
Hora de publicación: 09-ago-2024
