Termalno upravljanje baterijskim sistemom
Termičko upravljanje baterijomuglavnom uključuje hlađenje, grijanje i izjednačavanje temperature. Funkcije hlađenja i grijanja prvenstveno se prilagođavaju potencijalnom utjecaju vanjske temperature okoline na bateriju. Izjednačavanje temperature smanjuje temperaturne razlike unutar baterije, sprečavajući brzu degradaciju baterije uzrokovanu pregrijavanjem u određenim područjima.
Generalno, metode hlađenja energetskih baterija se uglavnom dijele u tri kategorije: zračno hlađenje, hlađenje tekućinom i direktno hlađenje. Vazdušno hlađenje koristi prirodni vazduh ili vazduh za hlađenje iz putničkog prostora kako bi se postigla razmena toplote i hlađenje preko površine baterije. Tečno hlađenje obično koristi nezavisne cijevi rashladne tekućine za zagrijavanje ili hlađenje baterije; ovo je trenutno glavna metoda hlađenja, koja se koristi u Tesla i Volt baterijama. Sistemi direktnog hlađenja eliminišu potrebu za odvojenim cevovodima za hlađenje za bateriju, direktno koristeći rashladno sredstvo za hlađenje.
1. Sistem vazdušnog hlađenja
Baterije rane snage, zbog svog manjeg kapaciteta i gustine energije, često su koristile hlađenje zrakom. Zračno hlađenje je podijeljeno u dvije glavne kategorije: prirodno hlađenje zraka i prisilno hlađenje zraka (pomoću ventilatora), korištenje prirodnog zraka ili hladnog zraka iz putničkog prostora za hlađenje baterije.
Trenutno, 48V baterije u 48V blagim hibridnim vozilima uglavnom se nalaze u putničkom prostoru i hlade se zrakom. Sistemi zračnog{3}}hlađenja su relativno jednostavne strukture, tehnološki zreli i niske cijene. Međutim, zbog ograničenog kapaciteta odvođenja toplote iz vazduha, njihova efikasnost razmene toplote je niska, što rezultira lošom ujednačenošću unutrašnje temperature i poteškoćama u preciznoj kontroli temperature baterije. Stoga su vazdušni{6}}sistemi za hlađenje općenito pogodni za primjene sa kratkim dometom vožnje i lakim vozilima.
2. Sistemi za hlađenje tekućinom
Tečno hlađenje uključuje korištenje rashladnog sredstva za razmjenu topline s baterijom. Rashladne tečnosti se dijele na dvije vrste: one koje mogu direktno kontaktirati ćelije baterije (silikonsko ulje, ricinusovo ulje, itd.) i one koje dolaze u kontakt sa ćelijama kroz vodene kanale (voda i etilen glikol, itd.); trenutno se češće koristi mješavina vode i etilen glikola. Sistemi za hlađenje tečnosti obično uključuju rashladni uređaj koji je povezan sa rashladnim ciklusom, koristeći rashladno sredstvo za uklanjanje toplote iz baterije. Osnovne komponente su kompresor, hladnjak i pumpa za vodu. Kompresor, kao izvor energije za hlađenje, određuje kapacitet izmjene topline cijelog sistema. Rashladni uređaj olakšava razmjenu topline između rashladnog sredstva i rashladnog sredstva, a količina razmjene topline direktno određuje temperaturu rashladnog sredstva. Pumpa za vodu određuje protok rashladnog sredstva unutar cijevi; brži protok rezultira boljom izmjenom topline, i obrnuto.
Sistemi za tečno hlađenje nude veću fleksibilnost. Kanali za hlađenje se mogu instalirati između baterijskih modula (trenutno uobičajeni pristup), ploče za hlađenje se mogu koristiti na dnu baterije, ili ćelije ili moduli mogu biti uronjeni u rashladnu tečnost. Prednosti sistema za tečno hlađenje uključuju visoke koeficijente prenosa toplote, velike brzine protoka, dobru ujednačenost temperature i preciznu kontrolu temperature. Nedostaci uključuju složenost sistema, visoke zahtjeve za zaptivanje, sistem hlađenja koji čini značajan dio težine baterijskog paketa i relativno visoku cijenu.