Zgjidhje për Menaxhimin Termik për Sistemet e Baterive

Nuk ka dyshim se faktori i temperaturës ka një ndikim vendimtar në performancën, jetëgjatësinë dhe sigurinë e baterive të energjisë. Në përgjithësi, ne presim që sistemi i baterive të funksionojë në diapazonin 15~35℃, në mënyrë që të arrihet prodhimi dhe hyrja më e mirë e energjisë, energjia maksimale e disponueshme dhe jetëgjatësia më e gjatë e ciklit (megjithëse ruajtja në temperaturë të ulët mund të zgjasë jetëgjatësinë kalendarike të baterisë, por nuk ka shumë kuptim të praktikohet ruajtja në temperaturë të ulët në aplikime, dhe bateritë janë shumë të ngjashme me njerëzit në këtë drejtim).

Aktualisht, menaxhimi termik i sistemit të baterisë mund të ndahet kryesisht në katër kategori: ftohje natyrale, ftohje me ajër, ftohje me lëng dhe ftohje direkte. Midis tyre, ftohja natyrale është një metodë pasive e menaxhimit termik, ndërsa ftohja me ajër, ftohja me lëng dhe rryma direkte janë aktive. Dallimi kryesor midis këtyre të trejave është ndryshimi në mediumin e shkëmbimit të nxehtësisë.

· Ftohje natyrale
Ftohja falas nuk ka pajisje shtesë për shkëmbimin e nxehtësisë. Për shembull, BYD ka përdorur ftohjen natyrale në modelet Qin, Tang, Song, E6, Tengshi dhe modele të tjera që përdorin qeliza LFP. Kuptohet që modeli pasardhës BYD do të kalojë në ftohje të lëngshme për modelet që përdorin bateri trevjeçare.

· Ftohje me ajër (Ngrohës ajri PTC)
Ftohja me ajër përdor ajrin si medium të transferimit të nxehtësisë. Ekzistojnë dy lloje të zakonshme. I pari quhet ftohje pasive me ajër, e cila përdor drejtpërdrejt ajrin e jashtëm për shkëmbimin e nxehtësisë. Lloji i dytë është ftohja aktive me ajër, e cila mund të parangrohë ose ftohë ajrin e jashtëm para se të hyjë në sistemin e baterisë. Në fillim, shumë modele elektrike japoneze dhe koreane përdornin zgjidhje të ftohura me ajër.

· Ftohje me lëng
Ftohja me lëng përdor antifriz (siç është etilen glikoli) si medium për transferimin e nxehtësisë. Në përgjithësi ka qarqe të shumta të ndryshme të shkëmbimit të nxehtësisë në tretësirë. Për shembull, VOLT ka një qark radiatori, një qark kondicioneri (Kondicionimi i ajrit PTC), dhe një qark PTC (Ngrohësi i ftohësit PTCSistemi i menaxhimit të baterisë përgjigjet, përshtatet dhe ndërrohet sipas strategjisë së menaxhimit termik. TESLA Model S ka një qark në seri me ftohjen e motorit. Kur bateria duhet të ngrohet në temperaturë të ulët, qarku i ftohjes së motorit lidhet në seri me qarkun e ftohjes së baterisë dhe motori mund ta ngrohë baterinë. Kur bateria e energjisë është në temperaturë të lartë, qarku i ftohjes së motorit dhe qarku i ftohjes së baterisë do të rregullohen paralelisht dhe të dy sistemet e ftohjes do ta shpërndajnë nxehtësinë në mënyrë të pavarur.

1. Kondensator gazi

2. Kondensator sekondar

3. Ventilatori i kondensatorit sekondar

4. Ventilator kondensatori gazi

5. Sensori i presionit të kondicionerit (ana e presionit të lartë)

6. Sensori i temperaturës së kondicionerit (ana e presionit të lartë)

7. Kompresor elektronik i kondicionerit të ajrit

8. Sensori i presionit të kondicionerit (ana e presionit të ulët)

9. Sensori i temperaturës së kondicionerit (ana e presionit të ulët)

10. Valvula e zgjerimit (ftohës)

11. Valvula e zgjerimit (avullues)

· Ftohje direkte
Ftohja direkte përdor ftohësin (material që ndryshon fazën) si medium shkëmbimi të nxehtësisë. Ftohësi mund të thithë një sasi të madhe nxehtësie gjatë procesit të kalimit të fazës gaz-lëng. Krahasuar me ftohësin, efikasiteti i transferimit të nxehtësisë mund të rritet më shumë se tre herë, dhe bateria mund të zëvendësohet më shpejt. Nxehtësia brenda sistemit largohet. Skema e ftohjes direkte është përdorur në BMW i3.

 

Përveç efikasitetit të ftohjes, skema e menaxhimit termik të sistemit të baterisë duhet të marrë në konsideratë qëndrueshmërinë e temperaturës së të gjitha baterive. PACK ka qindra qeliza dhe sensori i temperaturës nuk mund të zbulojë çdo qelizë. Për shembull, ka 444 bateri në një modul të Tesla Model S, por janë rregulluar vetëm 2 pika zbulimi të temperaturës. Prandaj, është e nevojshme që bateria të bëhet sa më e qëndrueshme të jetë e mundur përmes dizajnit të menaxhimit termik. Dhe qëndrueshmëria e mirë e temperaturës është parakusht për parametra të qëndrueshëm të performancës, siç janë fuqia e baterisë, jetëgjatësia dhe SOC.