Tầm quan trọng của ắc quy điện như nguồn năng lượng chính cho xe năng lượng mới là điều hiển nhiên. Trong quá trình sử dụng thực tế, ắc quy sẽ phải đối mặt với các điều kiện hoạt động phức tạp và đa dạng. Để cải thiện phạm vi hoạt động, xe cần bố trí càng nhiều cell ắc quy càng tốt trong một không gian nhất định, do đó không gian dành cho bộ ắc quy trên xe rất hạn chế. Ắc quy tạo ra một lượng nhiệt lớn trong quá trình hoạt động của xe và tích tụ theo thời gian trong không gian tương đối nhỏ. Do sự sắp xếp dày đặc các cell ắc quy bên trong bộ ắc quy, việc tản nhiệt ở khu vực giữa cũng trở nên khó khăn hơn, làm trầm trọng thêm sự chênh lệch nhiệt độ giữa các cell. Kết quả là, nó sẽ làm giảm hiệu suất sạc và xả của ắc quy và ảnh hưởng đến công suất của nó; trong trường hợp nghiêm trọng, nó cũng có thể dẫn đến hiện tượng quá nhiệt, ảnh hưởng đến sự an toàn và tuổi thọ của hệ thống.
Nhiệt độ của pin năng lượng có tác động đáng kể đến hiệu suất, tuổi thọ và độ an toàn của chúng. Ở nhiệt độ thấp, pin lithium-ion có thể bị tăng điện trở trong và giảm dung lượng. Trong trường hợp nghiêm trọng, điều này có thể dẫn đến hiện tượng đóng băng chất điện phân và pin không thể xả điện. Hiệu suất của hệ thống pin ở nhiệt độ thấp bị ảnh hưởng nghiêm trọng, dẫn đến giảm hiệu suất đầu ra và giảm phạm vi hoạt động của xe điện. Khi sạc xe năng lượng mới trong điều kiện nhiệt độ thấp, hệ thống quản lý pin (BMS) thường làm nóng pin đến nhiệt độ thích hợp trước khi sạc. Nếu không được xử lý đúng cách, nó có thể gây ra hiện tượng sạc quá áp tức thời, dẫn đến đoản mạch bên trong, có thể gây ra khói, cháy và thậm chí là nổ. Các vấn đề an toàn khi sạc ở nhiệt độ thấp trong hệ thống pin xe điện đã hạn chế đáng kể việc phổ biến xe điện ở các vùng lạnh.
quản lý nhiệt độ pinĐây là một trong những chức năng quan trọng trong hệ thống quản lý pin (BMS), chủ yếu là để đảm bảo bộ pin luôn hoạt động trong phạm vi nhiệt độ phù hợp, từ đó duy trì trạng thái hoạt động tối ưu của bộ pin.quản lý nhiệt độ của pinChủ yếu bao gồm các chức năng như làm mát, sưởi ấm và cân bằng nhiệt độ. Chức năng làm mát và sưởi ấm chủ yếu được điều chỉnh dựa trên tác động có thể có của nhiệt độ môi trường bên ngoài lên pin. Chức năng cân bằng nhiệt độ được sử dụng để giảm sự chênh lệch nhiệt độ bên trong bộ pin và ngăn ngừa sự suy giảm nhanh chóng do quá nhiệt ở một phần nào đó của pin.
Nhìn chung, các phương pháp làm mát pin điện chủ yếu được chia thành ba loại: làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng và làm mát trực tiếp. Phương pháp làm mát bằng không khí sử dụng gió tự nhiên hoặc không khí mát từ khoang hành khách để đi qua bề mặt pin nhằm trao đổi nhiệt và làm mát. Làm mát bằng chất lỏng thường sử dụng các đường ống dẫn chất làm mát độc lập để làm nóng hoặc làm mát pin điện. Hiện nay, phương pháp này là phương pháp chủ đạo để làm mát, như được sử dụng bởi Tesla và Volt. Hệ thống làm mát trực tiếp loại bỏ đường ống dẫn chất làm mát của pin điện và sử dụng trực tiếp chất làm lạnh để làm mát pin điện.
1. Hệ thống làm mát bằng không khí:
Các loại ắc quy điện đời đầu, do dung lượng và mật độ năng lượng nhỏ, thường được làm mát bằng không khí. Làm mát bằng không khí được chia thành hai loại: làm mát bằng không khí tự nhiên và làm mát bằng không khí cưỡng bức (sử dụng quạt), sử dụng không khí tự nhiên hoặc không khí lạnh từ cabin để làm mát ắc quy.
Các ví dụ điển hình về hệ thống làm mát bằng không khí bao gồm Nissan Leaf, Kia Soul EV, v.v.; Hiện nay, pin 48V của các xe hybrid siêu nhỏ 48V thường được bố trí trong khoang hành khách và được làm mát bằng không khí. Sơ đồ đường dẫn làm mát bằng không khí của một loại pin có công suất nhất định được thể hiện trong Hình 2. Cấu trúc của hệ thống làm mát bằng không khí tương đối đơn giản, công nghệ tương đối hoàn thiện và chi phí tương đối thấp. Tuy nhiên, do lượng nhiệt mà không khí mang đi bị hạn chế, hiệu suất truyền nhiệt thấp và độ đồng đều nhiệt độ bên trong pin kém, khiến việc kiểm soát nhiệt độ pin một cách chính xác trở nên khó khăn. Do đó, hệ thống làm mát bằng không khí thường phù hợp với các trường hợp có phạm vi hoạt động ngắn và trọng lượng xe nhẹ.
2. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
Chế độ làm mát bằng chất lỏng đề cập đến việc sử dụng chất lỏng làm mát để trao đổi nhiệt cho pin, sơ đồ của nó được thể hiện trong Hình 3. Chất làm mát được chia thành hai loại: tiếp xúc trực tiếp với các tế bào pin (dầu silicon, dầu thầu dầu, v.v.) và tiếp xúc với các tế bào pin thông qua các kênh nước (nước và ethylene glycol, v.v.); Hiện nay, dung dịch hỗn hợp nước và ethylene glycol thường được sử dụng. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng thường bổ sung thêm một máy làm lạnh kết hợp với chu trình làm lạnh, giúp loại bỏ nhiệt từ pin thông qua chất làm lạnh; Các thành phần cốt lõi của nó là máy nén, máy làm lạnh, vàmáy bơm nướcMáy nén, với vai trò là nguồn năng lượng cho quá trình làm lạnh, quyết định khả năng truyền nhiệt của toàn hệ thống. Máy làm lạnh đóng vai trò trong việc trao đổi chất làm lạnh và chất làm mát, và lượng nhiệt trao đổi trực tiếp quyết định nhiệt độ của chất làm mát. Bơm nước quyết định lưu lượng chất làm mát trong đường ống, và lưu lượng càng nhanh thì hiệu suất truyền nhiệt càng tốt, và ngược lại.
3. Hệ thống làm mát trực tiếp:
Hệ thống làm mát trực tiếp sử dụng chất làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí để làm mát trực tiếp pin, như thể hiện trong Hình 11. Bộ bay hơi của hệ thống điều hòa không khí được lắp đặt trực tiếp trong hệ thống pin, và chất làm lạnh bay hơi trong bộ bay hơi để trực tiếp loại bỏ nhiệt lượng sinh ra từ hệ thống pin, nhờ đó đạt được quá trình làm mát nhanh hơn và hiệu quả hơn. Hiện nay, có tương đối ít mẫu xe sử dụng hệ thống làm mát trực tiếp, điển hình nhất là BMW i3. Do không có sự trao đổi nhiệt trung gian giữa các chất lỏng, hệ thống làm lạnh có cấu trúc nhỏ gọn, hiệu suất làm mát cao hơn (cao hơn 3-4 lần so với làm mát bằng chất lỏng) và chi phí tương đối thấp hơn. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ do sự chuyển đổi khí-lỏng của chất làm lạnh trong đường ống, việc điều khiển toàn bộ hệ thống tương đối phức tạp và độ đồng đều nhiệt độ kém. Đồng thời, nó đòi hỏi khả năng chịu áp suất cao và độ kín của hệ thống, điều này tiềm ẩn rủi ro đáng kể khi ứng dụng trên toàn bộ xe.
Thời gian đăng bài: 27/03/2026
