Det er åpenbart at batterier er viktige som hovedstrømkilde for nye energikjøretøy. Ved faktisk bruk av kjøretøy vil batteriet møte komplekse og varierte driftsforhold. For å forbedre rekkevidden må kjøretøy plassere så mange battericeller som mulig på et bestemt sted, så plassen til batteripakken på kjøretøyet er svært begrenset. Batterier genererer en stor mengde varme under kjøretøyets drift og akkumuleres over tid i relativt små områder. På grunn av den tette stablingen av battericeller inne i batteripakken, gjør det det også relativt vanskelig å spre varme i midtområdet, noe som forverrer temperaturforskjellene mellom cellene. Som et resultat vil det redusere batteriets lade- og utladingseffektivitet og påvirke effekten. I alvorlige tilfeller kan det også føre til termisk runaway, noe som påvirker systemets sikkerhet og levetid.
Temperaturen på batterier har betydelig innvirkning på ytelsen, levetiden og sikkerheten. Ved lave temperaturer kan litiumionbatterier oppleve en økning i indre motstand og en reduksjon i kapasitet. I ekstreme tilfeller kan dette føre til at elektrolytten fryser og at batteriet ikke kan lades ut. Batterisystemets lave temperaturytelse påvirkes sterkt, noe som resulterer i en reduksjon i effektytelsen og redusert rekkevidde for elbiler. Ved lading av nye energibiler under lave temperaturforhold, varmer BMS-systemet vanligvis opp batteriet til en passende temperatur før lading. Hvis det ikke håndteres riktig, kan det forårsake umiddelbar spenningsoverlading, noe som resulterer i interne kortslutninger, noe som kan føre til røyking, brann og til og med eksplosjoner. Sikkerhetsproblemene ved lavtemperaturlading i batterisystemer for elbiler har i stor grad begrenset markedsføringen av elbiler i kalde områder.
Batteriets termiske styringer en av de viktige funksjonene i BMS, hovedsakelig for å sikre at batteripakken alltid kan operere innenfor et passende temperaturområde, og dermed opprettholde batteripakkens optimale driftstilstand.termisk styring av batterierinkluderer hovedsakelig funksjoner som kjøling, oppvarming og temperaturbalansering. Kjøle- og oppvarmingsfunksjonene justeres hovedsakelig i henhold til mulig påvirkning av ekstern miljøtemperatur på batteriet. Temperaturbalansering brukes til å redusere temperaturforskjellen inne i batteripakken og forhindre rask nedbrytning forårsaket av overoppheting av en bestemt del av batteriet.
Generelt sett er kjølemodusene for kraftbatterier hovedsakelig delt inn i tre kategorier: luftkjøling, væskekjøling og direkte kjøling. Luftkjølingsmodusen bruker naturlig vind eller kjøleluft fra kupeen til å passere gjennom batteriets overflate for varmeveksling og kjøling. Væskekjøling bruker vanligvis uavhengige kjølevæskerørledninger for å varme opp eller kjøle ned kraftbatterier. For tiden er denne metoden vanlig for kjøling, slik den brukes av Tesla og Volt. Det direkte kjølesystemet eliminerer kjølerørledningen til kraftbatteriet og bruker kjølemiddel direkte til å kjøle ned kraftbatteriet.
1. Luftkjølesystem:
Tidlige kraftbatterier ble ofte kjølt ned med luftkjøling på grunn av sin lille kapasitet og energitetthet. Luftkjøling er delt inn i to kategorier: naturlig luftkjøling og tvungen luftkjøling (ved hjelp av vifter), som bruker naturlig luft eller kald luft fra førerhuset for å kjøle ned batteriet.
Typiske representanter for luftkjølte systemer inkluderer Nissan Leaf, Kia Soul EV, osv. For tiden er 48V-batteriene til 48V mikrohybridbiler vanligvis plassert i kupeen og kjølt av luftkjøling. Luftkjølingsbanediagrammet for et bestemt strømbatteri er vist i figur 2. Strukturen til det luftkjølte systemet er relativt enkel, teknologien er relativt moden, og kostnaden er relativt lav. På grunn av den begrensede varmen som føres bort av luften, er imidlertid varmeoverføringseffektiviteten lav, og batteriets interne temperaturjevnhet er dårlig, noe som gjør det vanskelig å oppnå presis kontroll over batteritemperaturen. Derfor er luftkjølte systemer generelt egnet for situasjoner med kort kjørelengde og lett kjøretøyvekt.
2. Væskekjølesystem
Væskekjølingsmodus refererer til at batteriet bruker en kjølevæske for å utveksle varme, og skjematisk diagram er vist i figur 3. Kjølevæske er delt inn i to typer: direkte kontakt med battericeller (silikonolje, ricinusolje, etc.) og kontakt med battericeller gjennom vannkanaler (vann og etylenglykol, etc.). For tiden brukes ofte blandede løsninger av vann og etylenglykol. Væskekjølesystemer har vanligvis en kjøler koblet til kjølesyklusen, som tar bort varmen fra batteriet gjennom kjølemediet. Kjernekomponentene er kompressoren, kjøleren og ...vannpumpeKompressoren, som kraftkilde for kjøling, bestemmer varmeoverføringskapasiteten til hele systemet. Kjøleren spiller en rolle i utvekslingen av kjølemedium og kjølevæske, og mengden varmeveksling bestemmer direkte temperaturen på kjølevæsken. Vannpumpen bestemmer strømningshastigheten til kjølevæsken i rørledningen, og jo raskere strømningshastigheten er, desto bedre er varmeoverføringsytelsen, og omvendt.
3. Direkte kjølesystem:
Direktekjølesystemet bruker kjølemediet fra klimaanlegget til å kjøle ned batteriet direkte, som vist i figur 11. Fordamperen til klimaanlegget er direkte installert i batterisystemet, og kjølemediet fordamper i fordamperen for å fjerne varmen som genereres av batterisystemet direkte, og dermed oppnå en raskere og mer effektiv kjøleprosess. For tiden er det relativt få modeller som bruker direktekjøling, og den mest typiske er BMW i3. På grunn av mangelen på mellomliggende varmeveksling mellom væsker har kjølesystemet en kompakt struktur, høyere kjøleeffektivitet (3-4 ganger høyere enn væskekjøling) og relativt lavere kostnader. Men problemet ligger i det faktum at på grunn av gass-væske-omdannelsen av kjølemediet i rørledningen, er kontrollen av hele systemet relativt kompleks og temperaturjevnheten er dårlig. Og det har høye krav til høy trykkmotstand og tetting av systemet, noe som utgjør en betydelig risiko for bruken i hele kjøretøyet.
Publisert: 27. mars 2026
