Funkcie a klasifikácia napájacej batérie
Systémy tepelného manažmentu
1. Definícia systému tepelného manažmentu
Stručne povedané, systém riadenia teploty napájacej batérie riadi teplotu systému batérie chladením alebo ohrevom. Regulácia teploty batérie má významný vplyv na výkon batérie. Batérie pracujúce v rozumnom teplotnom rozsahu majú dlhšiu životnosť a vyššiu spoľahlivosť. Dobre-navrhnutý systém chladenia napájacej batérie dokáže účinne odstraňovať prebytočné teplo vznikajúce pri prevádzke na batériu, pričom udržiava zvýšenie teploty batérie v primeranom rozsahu, zlepšuje prevádzkové prostredie batérie, a tým zvyšuje životnosť a spoľahlivosť batérie. Niektoré systémy tepelného manažmentu zahŕňajú aj vyhrievanie, aby sa zaistilo, že si batéria udrží primeranú prevádzkovú teplotu aj v prostredí s extrémne nízkou-teplotou.
Dva dôležité ukazovatele tepelného manažmentu napájacej batérie:
① Udržiavanie teplotnej rovnováhy v rámci batérií a medzi nimi;
② Ovládanie absolútnej teploty batérie v rozumnom rozsahu.
Medzi hlavné funkcie systému riadenia teploty napájacej batérie patria:
① Presné meranie a monitorovanie teploty batérie;
② Efektívny odvod tepla a chladenie, keď teplota batériového modulu prekročí limit;
③ Rýchle zahrievanie pri nízkych{0}}teplotách, aby sa zabezpečilo, že systém batérie bude fungovať v rámci normálneho teplotného rozsahu;
④ Zabezpečenie rovnomerného rozloženia teploty v rámci akumulátora a zníženie teplotných rozdielov medzi jednotlivými článkami.
Systémy tepelného manažmentu batérií primárne využívajú štyri spôsoby chladenia: prirodzené chladenie, chladenie núteným vzduchom, chladenie kvapalinou a priame chladenie. Prirodzené chladenie je pasívna metóda tepelného manažmentu, zatiaľ čo nútené chladenie vzduchom, kvapalinové chladenie a chladenie jednosmerným prúdom sú aktívne metódy. Hlavný rozdiel medzi týmito tromi spočíva v médiu výmeny tepla. V súčasnosti si predstavíme len najbežnejší spôsob: chladenie kvapalinou.
Technológia chladenia kvapalinou využíva prenos tepla konvekciou kvapaliny na odstránenie tepla generovaného batériou, čím sa znižuje teplota batérie. Kvapalné médiá majú vysoké koeficienty prestupu tepla, veľkú tepelnú kapacitu a rýchle chladenie, čím výrazne znižujú maximálnu teplotu a zlepšujú rovnomernosť teplotného poľa batérie. Okrem toho samotný systém tepelného manažmentu je relatívne malý. Kvapalinové chladiace systémy ponúkajú flexibilitu v dizajne: jednotlivé batériové články alebo moduly môžu byť ponorené do kvapaliny, medzi batériovými modulmi môžu byť vytvorené chladiace kanály alebo môžu byť použité chladiace platne v spodnej časti batérie. Keď je batéria v priamom kontakte s kvapalinou, kvapalina musí zabezpečiť izoláciu (napríklad minerálny olej), aby sa zabránilo skratom. Vysoká vzduchotesnosť je potrebná aj pre kvapalinový chladiaci systém. Okrem toho sú dôležitými faktormi aj mechanická pevnosť, odolnosť voči vibráciám a životnosť.
