Термично управление на акумулаторната система
Управление на температурата на батериятаосновно включва охлаждане, отопление и изравняване на температурата. Функциите за охлаждане и отопление основно се настройват за потенциалното въздействие на външната околна температура върху батерията. Изравняването на температурата намалява температурните разлики в батерията, като предотвратява бързото разграждане на батерията, причинено от прегряване в определени зони.
Като цяло методите за охлаждане на батериите се разделят главно на три категории: въздушно охлаждане, течно охлаждане и директно охлаждане. Въздушното охлаждане използва естествен въздух или охлаждащ въздух от купето за постигане на топлообмен и охлаждане върху повърхността на батерията. Течното охлаждане обикновено използва независим тръбопровод за охлаждаща течност за загряване или охлаждане на захранващата батерия; това в момента е основният метод за охлаждане, използван в батериите Tesla и Volt. Системите за директно охлаждане елиминират необходимостта от отделен тръбопровод за охлаждане на захранващата батерия, като използват директно хладилен агент за охлаждането й.
1. Система за въздушно охлаждане
Ранните захранващи батерии, поради по-малкия им капацитет и енергийна плътност, често използват въздушно охлаждане. Въздушното охлаждане е разделено на две основни категории: естествено въздушно охлаждане и принудително въздушно охлаждане (с помощта на вентилатор), като се използва естествен въздух или хладен въздух от купето за охлаждане на батерията.
Понастоящем 48V батериите в 48V леки хибридни превозни средства обикновено се намират в купето и се охлаждат с въздух. Системите за въздушно-охлаждане са сравнително прости по структура, технологично зрели и с ниска цена. Въпреки това, поради ограничения капацитет на топлоотвеждане на въздуха, тяхната ефективност на топлообмен е ниска, което води до лоша вътрешна температурна равномерност и трудности при точното контролиране на температурата на батерията. Следователно системите за въздушно{6}}охлаждане обикновено са подходящи за приложения с кратък пробег и леки превозни средства.
2. Системи за течно охлаждане
Течното охлаждане включва използване на охлаждаща течност за обмен на топлина с батерията. Охлаждащите течности се разделят на два вида: такива, които могат да контактуват директно с клетките на батерията (силиконово масло, рициново масло и др.) и такива, които влизат в контакт с клетките чрез водни канали (вода и етилен гликол и др.); в момента по-често се използва смес от вода и етиленгликол. Системите за течно охлаждане обикновено включват чилър, свързан към хладилния цикъл, използвайки хладилния агент за отстраняване на топлината от батерията. Основните компоненти са компресор, охладител и водна помпа. Компресорът, като източник на енергия за охлаждане, определя топлообменния капацитет на цялата система. Чилърът улеснява обмена на топлина между хладилния агент и охлаждащата течност, а количеството на топлообмена директно определя температурата на охлаждащата течност. Водната помпа определя дебита на охлаждащата течност в тръбите; по-бързият дебит води до по-добър топлообмен и обратното.
Системите за течно охлаждане предлагат по-голяма гъвкавост. Охлаждащи канали могат да бъдат инсталирани между модулите на батериите (понастоящем основният подход), охлаждащи плочи могат да се използват в долната част на батерията или клетките или модулите могат да бъдат потопени в охлаждаща течност. Предимствата на системите за течно охлаждане включват високи коефициенти на топлопреминаване, бързи скорости на потока, добра равномерност на температурата и прецизен контрол на температурата. Недостатъците включват сложност на системата, високи изисквания за уплътняване, охлаждащата система, която представлява значителна част от теглото на батерията, и относително висока цена.
