Yeni enerji araçlarının ana güç kaynağı olan bataryalar, bu araçlar için büyük önem taşımaktadır. Aracın gerçek kullanımı sırasında batarya, karmaşık ve değişken çalışma koşullarıyla karşı karşıya kalır. Menzili artırmak için araç, belirli bir alana mümkün olduğunca çok batarya yerleştirmelidir; bu nedenle araç üzerindeki batarya paketi için ayrılan alan oldukça sınırlıdır. Batarya, araç çalışması sırasında çok fazla ısı üretir ve zamanla nispeten küçük bir alanda birikir. Batarya paketindeki hücrelerin yoğun bir şekilde istiflenmesi nedeniyle, orta alanda ısının belirli bir ölçüde dağıtılması da nispeten daha zordur; bu da hücreler arasındaki sıcaklık tutarsızlığını daha da kötüleştirir, bataryanın şarj ve deşarj verimliliğini düşürür ve bataryanın gücünü etkiler; termal kaçışa neden olur ve sistemin güvenliğini ve ömrünü etkiler.
Güç bataryasının sıcaklığı, performansı, ömrü ve güvenliği üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Düşük sıcaklıklarda, lityum iyon bataryaların iç direnci artar ve kapasitesi azalır. Aşırı durumlarda, elektrolit donar ve batarya deşarj edilemez hale gelir. Batarya sisteminin düşük sıcaklık performansı büyük ölçüde etkilenir ve bu da elektrikli araçların güç çıkış performansında düşüşe ve menzil azalmasına neden olur. Yeni enerji araçları düşük sıcaklık koşullarında şarj edilirken, genel BMS (Batarya Yönetim Sistemi) önce bataryayı uygun bir sıcaklığa kadar ısıtır. Bu işlem doğru yapılmazsa, anlık voltaj aşırı şarjına yol açarak iç kısa devreye ve daha sonra duman, yangın hatta patlamaya neden olabilir. Elektrikli araç batarya sisteminin düşük sıcaklıkta şarj güvenliği sorunu, soğuk bölgelerde elektrikli araçların yaygınlaşmasını büyük ölçüde kısıtlamaktadır.
Batarya termal yönetimi, BMS'nin önemli fonksiyonlarından biridir ve temel amacı, batarya paketinin her zaman uygun bir sıcaklık aralığında çalışmasını sağlayarak en iyi çalışma koşullarını korumaktır. Batarya termal yönetimi esas olarak soğutma, ısıtma ve sıcaklık dengeleme fonksiyonlarını içerir. Soğutma ve ısıtma fonksiyonları, dış ortam sıcaklığının batarya üzerindeki olası etkisine göre ayarlanır. Sıcaklık dengeleme, batarya paketi içindeki sıcaklık farkını azaltmak ve bataryanın belirli bir bölümünün aşırı ısınmasından kaynaklanan hızlı bozulmayı önlemek için kullanılır.
Genel olarak, güç bataryalarının soğutma yöntemleri esas olarak üç kategoriye ayrılır: hava soğutma, sıvı soğutma ve doğrudan soğutma. Hava soğutma yöntemi, ısı alışverişi ve soğutma sağlamak için doğal rüzgarı veya yolcu bölmesindeki soğuk havayı bataryanın yüzeyinden geçirir. Sıvı soğutma genellikle bağımsız bir soğutma boru hattı kullanarak güç bataryasını ısıtır veya soğutur. Şu anda bu yöntem, soğutmanın ana akımıdır. Örneğin, Tesla ve Volt bu soğutma yöntemini kullanmaktadır. Doğrudan soğutma sistemi, güç bataryasının soğutma boru hattını ortadan kaldırır ve doğrudan soğutucu akışkan kullanarak güç bataryasını soğutur.
1. Hava soğutma sistemi:
İlk güç bataryalarında, düşük kapasiteleri ve enerji yoğunlukları nedeniyle birçok güç bataryası hava soğutma yöntemiyle soğutuluyordu. Hava soğutma (PTC Hava Isıtıcısı(Bu sistem) doğal hava soğutma ve cebri hava soğutma (fan kullanarak) olmak üzere iki kategoriye ayrılır ve aküyü soğutmak için kabin içinde doğal rüzgar veya soğuk hava kullanır.
Hava soğutmalı sistemlerin tipik temsilcileri arasında Nissan Leaf, Kia Soul EV vb. yer almaktadır; şu anda 48V mikro hibrit araçların 48V bataryaları genellikle yolcu bölmesinde düzenlenmekte ve hava soğutma ile soğutulmaktadır. Hava soğutma sisteminin yapısı nispeten basittir, teknolojisi nispeten olgunlaşmıştır ve maliyeti düşüktür. Bununla birlikte, havanın uzaklaştırdığı ısı miktarı sınırlı olduğundan, ısı değişim verimliliği düşüktür, bataryanın iç sıcaklık homojenliği iyi değildir ve batarya sıcaklığının daha hassas bir şekilde kontrol edilmesi zordur. Bu nedenle, hava soğutma sistemi genellikle kısa menzilli ve hafif araç ağırlığına sahip durumlar için uygundur.
Hava soğutmalı bir sistemde, hava kanalı tasarımının soğutma etkisinde hayati bir rol oynadığını belirtmekte fayda var. Hava kanalları esas olarak seri hava kanalları ve paralel hava kanalları olmak üzere ikiye ayrılır. Seri yapı basittir ancak direnci yüksektir; paralel yapı daha karmaşıktır ve daha fazla yer kaplar, ancak ısı dağılımı homojenliği iyidir.
2. Sıvı soğutma sistemi
Sıvı soğutmalı mod, bataryanın ısı alışverişi için soğutma sıvısı kullandığı anlamına gelir (PTC Soğutma Suyu IsıtıcısıSoğutucu akışkan, doğrudan pil hücresiyle temas eden (silikon yağı, hint yağı vb.) ve su kanalları aracılığıyla pil hücresiyle temas eden (su ve etilen glikol vb.) olmak üzere iki tipe ayrılabilir; şu anda su ve etilen glikol karışımı daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıvı soğutma sistemi genellikle soğutma çevrimiyle birleştirilen bir soğutucu ünite içerir ve pilin ısısı soğutucu akışkan yoluyla uzaklaştırılır; temel bileşenleri kompresör, soğutucu ünite ve soğutma ünitesidir.elektrikli su pompasıSoğutma sisteminin güç kaynağı olan kompresör, tüm sistemin ısı değişim kapasitesini belirler. Soğutucu, soğutucu akışkan ile soğutma sıvısı arasında bir değişim görevi görür ve ısı değişim miktarı doğrudan soğutma sıvısının sıcaklığını belirler. Su pompası, boru hattındaki soğutucu akışkanın akış hızını belirler. Akış hızı ne kadar yüksekse, ısı transfer performansı o kadar iyi olur ve bunun tersi de geçerlidir.
Yayın tarihi: 09 Ağustos 2024
