Znajomość systemów zarządzania temperaturą akumulatorów zasilających
Ponieważ charakterystyka ładowania i rozładowywania akumulatora mocy zależy w dużej mierze od temperatury elektrolitu akumulatora, ważną funkcją BMS jest utrzymywanie temperatury zestawu akumulatorów w normalnym zakresie temperatur roboczych podczas procesu ładowania i rozładowywania akumulatora zasilania. .
Ładowanie i rozładowywanie akumulatora zasilającego jest typowym procesem elektrochemicznym, a towarzysząca mu reakcja może z łatwością spowodować wzrost temperatury wewnętrznej zestawu akumulatorowego i powstanie pewnej różnicy temperatur. Jeśli ciepło nie zostanie rozproszone na czas, będzie to miało ogromny wpływ na bezpieczeństwo, niezawodność i żywotność akumulatora.
Dlatego też głównymi problemami związanymi z zarządzaniem ciepłem są sposoby rozpraszania ciepła reakcji powstającego podczas ładowania i rozładowywania. Jak zrównoważyć temperaturę pomiędzy ogniwami wewnątrz modułu akumulatora i jak rozgrzać akumulator do ustawionego zakresu temperatur w zimnym otoczeniu.
Czynniki wpływające na zarządzanie termiczne akumulatorów zasilających obejmują głównie szybkość wytwarzania ciepła, kształt akumulatora, rodzaj czynnika chłodniczego, natężenie przepływu czynnika chłodniczego, grubość kanału przepływowego itp.
Obecnie głównym czynnikiem branym pod uwagę w przypadku akumulatorów mocy montowanych w pojazdach jest zewnętrzna struktura rozpraszania ciepła, a wewnętrzne przenoszenie ciepła akumulatorów mocy jest rzadko analizowane w połączeniu z zewnętrznym procesem rozpraszania ciepła, dlatego niemożliwe jest zasadniczo kontrolowanie negatywnego wpływu odprowadzanie ciepła z akumulatora.
Z punktu widzenia sterowania obecny system zarządzania temperaturą pakietu akumulatorów można podzielić na dwie kategorie: aktywny i pasywny. Z punktu widzenia nośnika ciepła system zarządzania ciepłem obejmuje głównie chłodzenie gazem, chłodzenie cieczą, chłodzenie materiału o przemianie fazowej, chłodzenie rurką cieplną i niektóre systemy zarządzania ciepłem z ogrzewaniem.
Metoda chłodzenia cieczą
Metoda chłodzenia cieczą (jak pokazano na rysunku poniżej) wykorzystuje ciecz jako medium do wymiany ciepła. Konieczne jest utworzenie kanału wymiany ciepła pomiędzy pakietem akumulatorów a medium ciekłym, takim jak płaszcz wodny, w celu pośredniego ogrzewania i chłodzenia w postaci konwekcji i przewodzenia ciepła. Medium przenoszącym ciepło może być woda, dwukrzem etylenu lub nawet czynnik chłodniczy. Istnieje również bezpośrednie przenoszenie ciepła pakietu akumulatorów poprzez zanurzenie go w cieczy dielektryka, ale należy podjąć środki izolacyjne, aby uniknąć zwarć.
Metody chłodzenia cieczą obejmują głównie pasywne systemy chłodzenia cieczą i aktywne systemy chłodzenia cieczą. Pasywne chłodzenie cieczą zasadniczo polega na wymianie ciepła pomiędzy ciekłym środowiskiem a powietrzem, a następnie wprowadzaniu go do akumulatora mocy w celu wtórnej wymiany ciepła, podczas gdy aktywne chłodzenie odbywa się za pośrednictwem wymiennika ciepła cieczy chłodzącej silnik.
Metoda chłodzenia materiału ze zmianą fazową
W ostatnich latach w innych krajach i Chinach pojawiły się systemy zarządzania temperaturą akumulatorów wykorzystujące chłodzenie PCM z materiałem zmiennofazowym. Ze względu na charakterystykę akumulatorów energetycznych pochłaniających ciepło podczas ładowania i oddających ciepło podczas rozładowywania, materiały o przemianie fazowej są wypełniane pomiędzy całkowicie zamkniętymi ogniwami akumulatorów mocy i działają poprzez topienie lub zestalanie materiałów o przemianie fazowej.
Kiedy akumulator zasilający jest rozładowywany dużym prądem, PCM pochłania ciepło wydzielane przez akumulator zasilający i sam ulega przemianie fazowej (topieniu), co gwałtownie obniża temperaturę akumulatora zasilającego. Proces ten polega na tym, że system magazynuje ciepło w PCM w postaci ciepła przemiany fazowej; podczas ładowania akumulatora, zwłaszcza w stosunkowo zimnych warunkach pogodowych (tzn. temperatura atmosfery jest znacznie niższa od temperatury zmiany fazowej), PCM uwalnia ciepło i krzepnie, szybko nagrzewając akumulator.
Zastosowanie materiałów zmiennofazowych w systemach zarządzania temperaturą akumulatorów zasilających nie wymaga umieszczania dodatkowych elementów chłodzących na przyłączu akumulatora zasilającego, nie wymaga kanałów chłodzących pomiędzy zestawami akumulatorów ani systemów chłodzenia, które zamykają zewnętrzny obieg płynu, ani nie wymaga zużycie dodatkowej energii na akumulator zasilający. Jednocześnie służy również jako punkt odniesienia przy ogrzewaniu akumulatorów zasilających w zimnym otoczeniu.
