Funkcije in klasifikacija napajalne baterije
Sistemi za upravljanje toplote
1. Opredelitev sistema toplotnega upravljanja
Skratka, sistem za toplotno upravljanje akumulatorja nadzoruje temperaturo akumulatorskega sistema s hlajenjem ali ogrevanjem. Nadzor temperature baterije pomembno vpliva na delovanje baterije. Baterije, ki delujejo v razumnem temperaturnem območju, imajo daljšo življenjsko dobo in večjo zanesljivost. Dobro-zasnovan sistem za hlajenje akumulatorja lahko učinkovito odstrani odvečno toploto, ki nastane med delovanjem akumulatorja, ohranja dvig temperature akumulatorja v razumnem območju, izboljša okolje delovanja akumulatorja in tako podaljša življenjsko dobo in zanesljivost akumulatorja. Nekateri sistemi za upravljanje toplote vključujejo tudi ogrevanje, ki zagotavlja, da baterija vzdržuje razumno delovno temperaturo tudi v okoljih z izjemno nizko-temperaturo.
Dva pomembna indikatorja toplotnega upravljanja napajalne baterije:
① Ohranjanje temperaturnega ravnovesja znotraj in med baterijami;
② Nadzor absolutne temperature baterije v razumnem območju.
Glavne funkcije sistema toplotnega upravljanja električne baterije vključujejo:
① Natančno merjenje in spremljanje temperature baterije;
② Učinkovito odvajanje toplote in hlajenje, ko temperatura baterijskega modula preseže mejo;
③ Hitro segrevanje pri nizkih-temperaturnih pogojih za zagotovitev, da baterijski sistem deluje v normalnem temperaturnem območju;
④ Zagotavljanje enakomerne porazdelitve temperature v baterijskem paketu in zmanjšanje temperaturnih razlik med posameznimi celicami.
Sistemi toplotnega upravljanja baterij uporabljajo predvsem štiri metode hlajenja: naravno hlajenje, prisilno hlajenje z zrakom, hlajenje s tekočino in neposredno hlajenje. Naravno hlajenje je pasivna metoda toplotnega upravljanja, medtem ko so prisilno zračno hlajenje, hlajenje s tekočino in hlajenje z enosmernim tokom aktivne metode. Glavna razlika med temi tremi je v mediju za izmenjavo toplote. Trenutno bomo predstavili samo najpogostejši način: tekočinsko hlajenje.
Tehnologija tekočega hlajenja uporablja prenos toplote s konvekcijo tekočine za odstranjevanje toplote, ki jo ustvari baterija, in tako zniža temperaturo baterije. Tekoči mediji imajo visoke koeficiente prenosa toplote, veliko toplotno kapaciteto in visoke hitrosti hlajenja, kar bistveno zmanjša najvišjo temperaturo in izboljša enakomernost temperaturnega polja baterije. Poleg tega je sam sistem za upravljanje toplote razmeroma majhen. Sistemi za hlajenje s tekočino ponujajo prilagodljivost pri oblikovanju: posamezne baterijske celice ali module je mogoče potopiti v tekočino, ustvariti je mogoče hladilne kanale med baterijskimi moduli ali uporabiti hladilne plošče na dnu baterije. Ko je baterija v neposrednem stiku s tekočino, mora tekočina zagotoviti izolacijo (kot je mineralno olje), da prepreči kratke stike. Za sistem tekočinskega hlajenja je potrebna tudi visoka zrakotesnost. Poleg tega so pomembni vidiki mehanska trdnost, odpornost na vibracije in življenjska doba.
