Què és un sistema de gestió tèrmica de la bateria?

Com un dels tres sistemes elèctrics bàsics dels vehicles comercials elèctrics purs, el paquet de bateries d'energia és principalment eficaç per proporcionar energia per a la conducció de camions elèctrics.

Per a les bateries d'alimentació, la temperatura és un dels factors clau que afecta el rendiment normal de càrrega i descàrrega i l'abast de la bateria.

Les temperatures excessivament fredes a l'hivern poden provocar una reducció important de l'autonomia del vehicle, mentre que les temperatures excessivament calentes a l'estiu poden afectar la dissipació de calor de la bateria o fins i tot la combustió espontània.

Per tal de mantenir un bon rendiment de la bateria a totes les temperatures ambientals, molts fabricants de vehicles l'equipen amb un sistema de gestió tèrmica. Aleshores, què fa exactament un sistema de gestió tèrmica? I quins són els principals sistemes de gestió tèrmica dels camions?

Què és un sistema de gestió tèrmica de la bateria?

No hi ha dubte que la temperatura a la qual s'utilitza la bateria i la temperatura ambient són extremadament importants per als camions purament elèctrics. En condicions parcialment dures, com ara calor o fred extrems, hi ha el risc de danyar la bateria, cosa que pot reduir el seu rendiment i vida útil.

Tot i que l'estil extern de la majoria de camions elèctrics purs ha vist eliminar la gran graella oberta tradicional dels vehicles de combustible a favor d'un disseny més tècnic i tancat, els tres sistemes elèctrics encara generen calor quan el camió elèctric pur està en funcionament i també requereixen una mica de refrigeració. .

Per exemple, si la bateria es sobreescalfa durant l'ús, tindrà un cert impacte en la seguretat i la vida útil de la pròpia bateria. A més, a l'hivern, el rendiment i l'eficiència de la bateria dels camions elèctrics purs es reduiran si el vehicle s'utilitza en zones fredes, l'impacte més directe és que l'autonomia es redueix molt i, a una temperatura massa baixa, els camions elèctrics també solen sembla que és massa lent o fins i tot difícil de carregar.

Per descomptat, el motor també necessita refrigerant per dissipar la calor. Actualment, els camions elèctrics purs estan equipats majoritàriament amb motors síncrons d'imants permanents, que encara necessiten refrigerant per dissipar la calor en condicions de càrrega pesada i pujada de turons. Si el motor s'escalfa massa durant massa temps, els imants permanents es poden desmagnetitzar i es poden produir danys irreversibles.

L'aplicació del sistema de gestió tèrmica de la bateria és una de les tecnologies clau per garantir que la bateria s'utilitza correctament a diferents temperatures i en diferents condicions per maximitzar l'ús de l'energia de la bateria per ajudar a la conducció. El seu objectiu principal és mantenir la temperatura de la bateria dins del rang adequat, permetent així que la bateria funcioni de manera òptima.

Per exemple, el sistema de gestió tèrmica pot ajustar la temperatura de la pròpia bateria per a diferents temperatures ambientals per reduir l'impacte de les temperatures externes en el rendiment de la bateria. A més, el sistema de gestió tèrmica pot inhibir la formació de zones calentes localitzades i reduir les diferències de temperatura dins de la bateria, evitant així els efectes del sobreescalfament localitzat de la bateria.

Actualment, les solucions de gestió tèrmica de bateries principals al mercat de vehicles comercials es divideixen principalment en dues categories: refrigerades per aire i refrigerades per líquid.

La majoria dels camions petits, microcamions i camions lleugers elèctrics purs es refreden principalment per aire, mentre que els refrigerats per líquid s'utilitzen amb més freqüència en camions pesats elèctrics purs i remolcs de tractors, on la potència de càrrega i descàrrega és més gran.

En realitat, per refrigeració per aire ens referim al refredament natural, el principi del qual és utilitzar vent natural per refredar la bateria.

S'informa que també hi ha una solució de refrigeració per aire millorada, on s'afegeix un material que pot conduir la calor als extrems de l'elèctrode de la cèl·lula de la bateria, permetent que la calor es transfereixi a través del material conductor de la calor a la carcassa metàl·lica per dissipar la calor. , i la seva eficiència general de refrigeració serà encara millor.

El principal avantatge de la refrigeració per aire és que és senzill i de baix cost, i no hi ha possibilitat de fuites de líquid, el que fa que sigui més fiable en general.

Si la temperatura local és adequada per a totes les estacions i no hi ha calor o fred extrems, la refrigeració per aire també és suficient i adequada per al funcionament pur de camions elèctrics.

En conjunt, la gestió tèrmica refrigerada per aire és clarament una opció més adequada per a microcamions purament elèctrics i camions lleugers elèctrics, que són principalment econòmics.

Encara que té certs avantatges pel que fa al preu, aquesta tecnologia de refrigeració per aire amb aire com a mitjà té desavantatges evidents. Després de tot, només pot dependre de l'aire de bufat extern per a la refrigeració, que és ineficient i ineficaç i té un efecte de refrigeració limitat quan es descarrega a gran potència.

A més, la refrigeració de l'aire també es veu afectada directament per la temperatura externa, especialment en condicions de clima extremadament calent o fred, i la dissipació de calor i l'eficiència de transferència de calor de la bateria es veuran afectades fins a cert punt.

En comparació amb els camions elèctrics amb gestió tèrmica de la bateria refrigerada per aire, la refrigeració líquida és molt més relaxada pel que fa a la dissipació de calor i l'aïllament. El principi és que el refrigerant de les línies de refrigerant dins del paquet de bateries elimina la calor generada per la bateria durant el funcionament, refredant així la bateria.

En termes senzills, la refrigeració líquida significa que hi ha diverses canonades disposades al paquet de bateries i, quan es requereix refrigeració, s'aboca refrigerant a les canonades per eliminar la calor generada per la bateria mitjançant la circulació d'aigua per aconseguir l'efecte de refrigeració.

A més de refredar la bateria de manera més eficient, alguns dels sistemes de gestió tèrmica refrigerats per líquid també escalfen la bateria, la qual cosa permet que la bateria entri ràpidament en condicions de funcionament òptimes fins i tot a temperatures baixes.

És evident que la refrigeració líquida té una dissipació de calor més alta i més eficient que la refrigeració per aire, fins i tot davant de càrregues pesades o una gran potència de sortida, quan la càrrega de la bateria és massa alta, el sistema de dissipació de calor de circulació d'aigua de refrigeració líquida pot refredar la bateria. amb el temps, i la dissipació de calor també és més uniforme i la diferència de temperatura entre les cèl·lules de la bateria és menor, cosa que pot millorar eficaçment l'estabilitat i la vida útil de la bateria.

Les solucions de gestió tèrmica refrigerades per líquid són més eficients per mantenir la temperatura de la bateria dins d'un rang raonable, cosa que permet millorar encara més la bateria en termes d'eficiència, estabilitat i durabilitat.

Tanmateix, els camions elèctrics refrigerats per líquid són significativament més cars que els refrigerats per aire i el disseny general és més complex. Si utilitzeu el vostre vehicle en un entorn de temperatura adequat i teniu bons hàbits de conducció, la refrigeració per aire és perfectament adequada.

Per descomptat, si l'entorn és relativament dur, la diferència de temperatura entre les estacions és gran i sovint hi ha càrregues pesades, llavors el refredament líquid és òbviament més adequat.

Tant si es tracta d'un microcamió elèctric pur com d'un camió lleuger elèctric pur, molts fabricants han equipat el paquet de bateries amb una funció de calefacció. El principi és escalfar la bateria mitjançant un cable elèctric de calefacció per evitar que la bateria funcioni a una temperatura massa baixa, millorant així l'eficiència de la bateria.

Especialment al nord, on la temperatura ambient és relativament baixa, la funció d'escalfament de la bateria permet que la bateria funcioni de manera més eficient, augmentant així l'autonomia i reduint la degradació excessiva de la bateria.

Per als nous camions d'energia, un sistema eficient de gestió tèrmica de la bateria és extremadament important i té un gran impacte en l'experiència de conducció.

Tot i que les solucions de gestió tèrmica refrigerades per aire representen actualment una proporció més gran de microcamions elèctrics purs i camions lleugers elèctrics purs, els camions elèctrics refrigerats per líquid són clarament més avantatjoses des del punt de vista de l'efecte d'ús i la tecnologia.

Es creu que a mesura que la tecnologia segueixi millorant, actualitzant i reduint costos, cada cop més productes adoptaran sistemes de gestió tèrmica de bateries refrigerades per líquid.