Akumulatoru kā galvenā enerģijas avota nozīme jauniem enerģijas transportlīdzekļiem ir pašsaprotama. Transportlīdzekļu faktiskajā lietošanā akumulators saskarsies ar sarežģītiem un dažādiem ekspluatācijas apstākļiem. Lai uzlabotu braukšanas attālumu, transportlīdzekļiem noteiktā telpā ir jāizvieto pēc iespējas vairāk akumulatora elementu, tāpēc akumulatora bloka vieta transportlīdzeklī ir ļoti ierobežota. Akumulatori transportlīdzekļa darbības laikā rada lielu siltuma daudzumu un laika gaitā uzkrājas relatīvi nelielās telpās. Blīvā akumulatora elementu izvietojuma dēļ akumulatora bloka iekšpusē ir arī relatīvi grūti izkliedēt siltumu vidējā zonā, saasinot temperatūras nevienmērību starp elementiem. Tā rezultātā samazināsies akumulatora uzlādes un izlādes efektivitāte un tiks ietekmēta tā jauda; smagos gadījumos tas var izraisīt arī termisku pārslodzi, ietekmējot sistēmas drošību un kalpošanas laiku.
Akumulatoru temperatūra būtiski ietekmē to veiktspēju, kalpošanas laiku un drošību. Zemā temperatūrā litija jonu akumulatoriem var palielināties iekšējā pretestība un samazināties ietilpība. Ārkārtējos gadījumos tas var izraisīt elektrolīta sasalšanu un akumulatora neizlādi. Akumulatora sistēmas veiktspēja zemā temperatūrā ir ievērojami ietekmēta, kā rezultātā samazinās jaudas izvades veiktspēja un elektrotransportlīdzekļu nobraukuma attālums. Uzlādējot jaunus enerģijas transportlīdzekļus zemā temperatūrā, akumulatora pārvaldības sistēma (BMS) parasti pirms uzlādes uzsilda akumulatoru līdz piemērotai temperatūrai. Ja ar to netiek pareizi apietas, tas var izraisīt tūlītēju sprieguma pārlādēšanu, kā rezultātā rodas iekšēji īsslēgumi, kas savukārt var izraisīt dūmošanu, ugunsgrēku un pat sprādzienus. Zemas temperatūras uzlādes drošības problēmas elektrotransportlīdzekļu akumulatoru sistēmās ir ievērojami ierobežojušas elektrotransportlīdzekļu popularizēšanu aukstos reģionos.
Akumulatora termiskā pārvaldībair viena no svarīgākajām BMS funkcijām, galvenokārt, lai nodrošinātu, ka akumulatoru bloks vienmēr var darboties piemērotā temperatūras diapazonā, tādējādi saglabājot akumulatoru bloka optimālu darba stāvokli.akumulatoru termiskā pārvaldībagalvenokārt ietver tādas funkcijas kā dzesēšana, sildīšana un temperatūras balansēšana. Dzesēšanas un sildīšanas funkcijas galvenokārt tiek pielāgotas atkarībā no ārējās vides temperatūras iespējamās ietekmes uz akumulatoru. Temperatūras balansēšana tiek izmantota, lai samazinātu temperatūras starpību akumulatora bloka iekšpusē un novērstu strauju sabrukšanu, ko izraisa noteiktas akumulatora daļas pārkaršana.
Vispārīgi runājot, akumulatoru dzesēšanas režīmi galvenokārt tiek iedalīti trīs kategorijās: gaisa dzesēšana, šķidruma dzesēšana un tiešā dzesēšana. Gaisa dzesēšanas režīmā tiek izmantots dabiskais vējš vai dzesēšanas gaiss no pasažieru nodalījuma, kas iziet cauri akumulatora virsmai siltuma apmaiņai un dzesēšanai. Šķidruma dzesēšana parasti izmanto neatkarīgas dzesēšanas šķidruma caurules, lai sildītu vai atdzesētu akumulatorus. Pašlaik šī metode ir galvenā dzesēšanas metode, ko izmanto Tesla un Volt. Tiešās dzesēšanas sistēma likvidē akumulatora dzesēšanas cauruļvadu un tieši izmanto aukstumaģentu akumulatora dzesēšanai.
1. Gaisa dzesēšanas sistēma:
Agrīnās jaudas baterijas to mazās ietilpības un enerģijas blīvuma dēļ bieži tika dzesētas ar gaisa dzesēšanu. Gaisa dzesēšana tiek iedalīta divās kategorijās: dabiskā gaisa dzesēšana un piespiedu gaisa dzesēšana (izmantojot ventilatorus), kas akumulatora dzesēšanai izmanto dabisko gaisu vai auksto gaisu no kabīnes.
Tipiski gaisa dzesēšanas sistēmu pārstāvji ir Nissan Leaf, Kia Soul EV u. c. Pašlaik 48 V mikrohibrīdu transportlīdzekļu 48 V akumulatori parasti ir izvietoti pasažieru nodalījumā un tiek dzesēti ar gaisa dzesēšanu. Noteikta jaudas akumulatora gaisa dzesēšanas ceļa diagramma ir parādīta 2. attēlā. Gaisa dzesēšanas sistēmas struktūra ir samērā vienkārša, tehnoloģija ir samērā nobriedusi, un izmaksas ir samērā zemas. Tomēr ierobežotā gaisa aizvadītā siltuma dēļ tās siltuma pārneses efektivitāte ir zema, un akumulatora iekšējā temperatūras vienmērīgums ir slikts, apgrūtinot precīzu akumulatora temperatūras kontroli. Tāpēc gaisa dzesēšanas sistēmas parasti ir piemērotas situācijām ar nelielu braukšanas attālumu un nelielu transportlīdzekļa svaru.
2. Šķidruma dzesēšanas sistēma
Šķidruma dzesēšanas režīms attiecas uz akumulatoru, kurā siltuma apmaiņai tiek izmantots dzesēšanas šķidrums, un tā shematiska diagramma ir parādīta 3. attēlā. Dzesēšanas šķidrums ir iedalīts divos veidos: tieša saskare ar akumulatora elementiem (silikona eļļa, rīcineļļa utt.) un saskare ar akumulatora elementiem caur ūdens kanāliem (ūdens un etilēnglikols utt.); Pašlaik parasti tiek izmantoti jaukti ūdens un etilēnglikola šķīdumi. Šķidruma dzesēšanas sistēmās parasti tiek pievienots dzesētājs, kas savienots ar saldēšanas ciklu, kas caur aukstumaģentu atvada siltumu no akumulatora; tā galvenās sastāvdaļas ir kompresors, dzesētājs unūdens sūknisKompresors kā saldēšanas enerģijas avots nosaka visas sistēmas siltuma pārneses jaudu. Dzesētājam ir nozīme aukstumaģenta un dzesēšanas šķidruma apmaiņā, un siltumapmaiņas daudzums tieši nosaka dzesēšanas šķidruma temperatūru. Ūdens sūknis nosaka dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu cauruļvadā, un jo lielāks plūsmas ātrums, jo labāka siltuma pārneses veiktspēja, un otrādi.
3. Tiešās dzesēšanas sistēma:
Tiešās dzesēšanas sistēma izmanto gaisa kondicionēšanas sistēmas aukstumaģentu, lai tieši atdzesētu akumulatoru, kā parādīts 11. attēlā. Gaisa kondicionēšanas sistēmas iztvaicētājs ir tieši uzstādīts akumulatora sistēmā, un aukstumaģents iztvaiko iztvaicētājā, tieši novadot akumulatora sistēmas radīto siltumu, tādējādi panākot ātrāku un efektīvāku dzesēšanas procesu. Pašlaik ir salīdzinoši maz modeļu, kas izmanto tiešo dzesēšanu, un visizplatītākais ir BMW i3. Tā kā starp šķidrumiem nav siltuma apmaiņas, saldēšanas sistēmai ir kompakta struktūra, augstāka dzesēšanas efektivitāte (3–4 reizes augstāka nekā šķidruma dzesēšanai) un salīdzinoši zemākas izmaksas. Taču problēma slēpjas faktā, ka aukstumaģenta gāzes-šķidruma pārveidošanas dēļ cauruļvadā visas sistēmas vadība ir samērā sarežģīta un temperatūras vienmērīgums ir slikts. Un tai ir augstas prasības attiecībā uz augstu spiediena izturību un sistēmas hermētiskumu, kas rada ievērojamu risku tās piemērošanai visā transportlīdzeklī.
Publicēšanas laiks: 2026. gada 27. marts
