Soluzioni di Gestione Termica per Sistemi di Batterie

Ùn ci hè dubbitu chì u fattore di temperatura hà un impattu cruciale nantu à e prestazioni, a durata è a sicurezza di e batterie. In generale, ci aspettiamu chì u sistema di batterie funziona in a gamma di 15 ~ 35 ℃, in modu da ottene a migliore putenza in uscita è in entrata, l'energia massima dispunibule è a durata di u ciclu più longa (ancu se u almacenamentu à bassa temperatura pò allargà a durata di vita di a batteria, ùn hà micca sensu praticà u almacenamentu à bassa temperatura in l'applicazioni, è e batterie sò assai simili à e persone in questu sensu).

Attualmente, a gestione termica di u sistema di batterie pò esse divisa principalmente in quattru categurie: raffreddamentu naturale, raffreddamentu à aria, raffreddamentu à liquidu è raffreddamentu direttu. Frà elle, u raffreddamentu naturale hè un metudu di gestione termica passiva, mentre chì u raffreddamentu à aria, u raffreddamentu à liquidu è a corrente continua sò attivi. A principale differenza trà queste trè hè a differenza in u mediu di scambiu di calore.

· Raffreddamentu naturale
U raffreddamentu liberu ùn hà micca dispositivi supplementari per u scambiu di calore. Per esempiu, BYD hà aduttatu u raffreddamentu naturale in Qin, Tang, Song, E6, Tengshi è altri mudelli chì utilizanu cellule LFP. Hè capitu chì u BYD successivu passerà à u raffreddamentu liquidu per i mudelli chì utilizanu batterie ternarie.

· Raffreddamentu à aria (Riscaldatore d'aria PTC)
U raffreddamentu à aria usa l'aria cum'è mezu di trasferimentu di calore. Ci sò dui tipi cumuni. U primu hè chjamatu raffreddamentu à aria passivu, chì usa direttamente l'aria esterna per u scambiu di calore. U secondu tipu hè u raffreddamentu à aria attivu, chì pò preriscaldà o raffreddà l'aria esterna prima di entre in u sistema di batteria. In i primi tempi, parechji mudelli elettrichi giapponesi è coreani utilizavanu suluzioni raffreddate à aria.

· Raffreddamentu à liquidu
U raffreddamentu à liquidu usa antigelu (cum'è l'etilenglicole) cum'è mezu di trasferimentu di calore. Ci sò generalmente parechji circuiti di scambiu di calore diversi in a suluzione. Per esempiu, VOLT hà un circuitu di radiatore, un circuitu di climatizazione (Climatizazione PTC), è un circuitu PTC (Riscaldatore di Refrigerante PTC). U sistema di gestione di a batteria risponde, si adatta è cambia secondu a strategia di gestione termica. U TESLA Model S hà un circuitu in serie cù u raffreddamentu di u mutore. Quandu a batteria hà bisognu di esse riscaldata à bassa temperatura, u circuitu di raffreddamentu di u mutore hè cunnessu in serie cù u circuitu di raffreddamentu di a batteria, è u mutore pò riscaldà a batteria. Quandu a batteria di putenza hè à alta temperatura, u circuitu di raffreddamentu di u mutore è u circuitu di raffreddamentu di a batteria seranu adattati in parallelu, è i dui sistemi di raffreddamentu dissiperanu u calore indipindentamente.

1. Condensatore di gas

2. Condensatore secundariu

3. Ventilatore di condensatore secundariu

4. Ventilatore di condensatore di gas

5. Sensore di pressione di u climatizzatore (latu alta pressione)

6. Sensore di temperatura di u climatizzatore (latu alta pressione)

7. Compressore di climatizzatore elettronicu

8. Sensore di pressione di u climatizzatore (latu di bassa pressione)

9. Sensore di temperatura di u climatizzatore (latu di bassa pressione)

10. Valvula d'espansione (refrigeratore)

11. Valvula d'espansione (evaporatore)

· Raffreddamentu direttu
U raffreddamentu direttu usa u refrigerante (materiale chì cambia di fase) cum'è mezu di scambiu di calore. U refrigerante pò assorbe una grande quantità di calore durante u prucessu di transizione di fase gas-liquidu. In paragone cù u refrigerante, l'efficienza di trasferimentu di calore pò esse aumentata di più di trè volte, è a batteria pò esse rimpiazzata più rapidamente. U calore in u sistema hè purtatu via. U schema di raffreddamentu direttu hè statu utilizatu in a BMW i3.

 

In più di l'efficienza di raffreddamentu, u schema di gestione termica di u sistema di batterie deve tene contu di a cunsistenza di a temperatura di tutte e batterie. PACK hà centinaie di cellule, è u sensore di temperatura ùn pò micca rilevà ogni cellula. Per esempiu, ci sò 444 batterie in un modulu di Tesla Model S, ma solu 2 punti di rilevazione di temperatura sò disposti. Dunque, hè necessariu fà a batteria u più consistente pussibule per mezu di u disignu di gestione termica. È una bona consistenza di temperatura hè u prerequisitu per parametri di prestazione consistenti cum'è a putenza di a batteria, a durata è u SOC.