ניהול תרמי של רכב אנרגיה חדשה של NF: ניהול תרמי של מערכת הסוללה

כמקור הכוח העיקרי של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה, לסוללות חשמל יש חשיבות רבה עבורם. במהלך השימוש בפועל ברכב, הסוללה תתמודד עם תנאי עבודה מורכבים ומשתנים. על מנת לשפר את טווח השיוט, הרכב צריך לסדר כמה שיותר סוללות במקום מסוים, כך שהמקום עבור חבילת הסוללות ברכב מוגבל מאוד. הסוללה מייצרת חום רב במהלך פעולת הרכב ומצטברת במקום קטן יחסית לאורך זמן. עקב הצטברות תאים צפופה בחבילת הסוללות, קשה יחסית לפזר חום באזור האמצע במידה מסוימת, מה שמחמיר את חוסר העקביות בטמפרטורה בין התאים, מה שיפחית את יעילות הטעינה והפריקה של הסוללה ויפגע בעוצמתה; זה יגרום לבריחת חום ויפגע בבטיחות ובאורך החיים של המערכת.
לטמפרטורת סוללת החשמל יש השפעה רבה על ביצועיה, חייה ובטיחותה. בטמפרטורה נמוכה, ההתנגדות הפנימית של סוללות ליתיום-יון תגדל והקיבולת תפחת. במקרים קיצוניים, האלקטרוליט יקפא ולא ניתן יהיה לפרוק את הסוללה. ביצועי מערכת הסוללה בטמפרטורה נמוכה יושפעו מאוד, וכתוצאה מכך ייפגעו ביצועי תפוקת ההספק של כלי רכב חשמליים. דהייה והפחתת טווח הנסיעה. בעת טעינת כלי רכב חשמליים חדשים בתנאי טמפרטורה נמוכים, מערכת ה-BMS הכללית מחממת תחילה את הסוללה לטמפרטורה מתאימה לפני הטעינה. אם לא מטפלים בה כראוי, הדבר יוביל לטעינת יתר מיידית של המתח, וכתוצאה מכך לקצר פנימי, ועשן, שריפה או אפילו פיצוץ נוספים עלולים להתרחש. בעיית הבטיחות של טעינה בטמפרטורה נמוכה של מערכת סוללות לרכב חשמלי מגבילה במידה רבה את קידום כלי רכב חשמליים באזורים קרים.
ניהול תרמי של הסוללה הוא אחד הפונקציות החשובות במערכת BMS, בעיקר כדי לשמור על חבילת הסוללה פועלת בטווח טמפרטורות מתאים בכל עת, על מנת לשמור על מצב העבודה הטוב ביותר שלה. ניהול התרמי של הסוללה כולל בעיקר את פונקציות הקירור, החימום ואיזון הטמפרטורה. פונקציות הקירור והחימום מותאמות בעיקר להשפעה האפשרית של טמפרטורת הסביבה החיצונית על הסוללה. איזון הטמפרטורה משמש להפחתת הפרש הטמפרטורה בתוך חבילת הסוללה ולמניעת דעיכה מהירה הנגרמת כתוצאה מחימום יתר של חלק מסוים בסוללה.

באופן כללי, מצבי הקירור של סוללות חשמל מחולקים בעיקר לשלוש קטגוריות: קירור אוויר, קירור נוזלי וקירור ישיר. מצב קירור האוויר משתמש ברוח טבעית או באוויר קירור בתא הנוסעים כדי לזרום דרך פני השטח של הסוללה כדי להשיג חילופי חום וקירור. קירור נוזלי משתמש בדרך כלל בצינור נוזל קירור עצמאי כדי לחמם או לקרר את סוללת החשמל. כיום, שיטה זו היא הקירור המרכזי. לדוגמה, טסלה ו-Volt משתמשות שתיהן בשיטת קירור זו. מערכת הקירור הישיר מבטלת את צינור הקירור של סוללת החשמל ומשתמשת ישירות בקירור כדי לקרר את סוללת החשמל.

1. מערכת קירור אוויר:
בסוללות החשמל המוקדמות, בשל הקיבולת הקטנה וצפיפות האנרגיה שלהן, סוללות חשמל רבות קוררו באמצעות קירור אוויר. קירור אוויר (מחמם אוויר PTC) מחולק לשתי קטגוריות: קירור אוויר טבעי וקירור אוויר מאולץ (באמצעות מאוורר), ומשתמש ברוח טבעית או באוויר קר בתא הנהג כדי לקרר את הסוללה.