Là nguồn năng lượng chính của xe năng lượng mới, ắc quy đóng vai trò vô cùng quan trọng. Trong quá trình sử dụng thực tế, ắc quy sẽ phải đối mặt với các điều kiện hoạt động phức tạp và thay đổi liên tục. Để cải thiện phạm vi hoạt động, xe cần bố trí càng nhiều 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 sinh ra rất nhiều nhiệt trong quá trình hoạt động của xe và nhiệt lượng này tích tụ trong một không gian tương đối nhỏ theo thời gian. Do sự sắp xếp dày đặc các cell 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, dẫn đến giảm hiệu suất sạc và xả của ắc quy, ảnh hưởng đến công suất của ắc quy; gây ra hiện tượng quá nhiệt và ảnh hưởng đến sự an toàn cũng như tuổi thọ của hệ thống.
Nhiệt độ của pin năng lượng có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất, tuổi thọ và độ an toàn của nó. Ở nhiệt độ thấp, điện trở trong của pin lithium-ion sẽ tăng lên và dung lượng sẽ giảm. Trong trường hợp cực đoan, chất điện phân sẽ đóng băng và pin không thể xả được. Hiệu suất của hệ thống pin ở nhiệt độ thấp sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng, dẫn đến hiệu suất đầu ra của xe điện bị suy giảm và phạm vi hoạt động bị giảm. 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 sẽ dẫn đến hiện tượng sạc quá áp tức thời, gây ra đoản mạch bên trong, và có thể dẫn đến khói, cháy hoặc thậm chí nổ. Vấn đề an toàn khi sạc ở nhiệt độ thấp của hệ thống pin xe điện đã hạn chế đáng kể việc phổ biến xe điện ở các vùng lạnh.
Quản lý nhiệt độ pin là một trong những chức năng quan trọng trong hệ thống quản lý pin (BMS), chủ yếu nhằm giữ cho bộ pin hoạt động trong phạm vi nhiệt độ thích hợp mọi lúc, để duy trì tình trạng hoạt động tốt nhất của bộ pin. Quản lý nhiệt độ pin chủ yếu bao gồm các chức năng làm mát, sưởi ấm và cân bằng nhiệt độ. Chức năng làm mát và sưởi ấm chủ yếu được điều chỉnh để giảm thiểu tác động của nhiệt độ môi trường bên ngoài lên pin. 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 trong khoang hành khách để lưu thông qua bề mặt pin nhằm đạt được sự trao đổi nhiệt và làm mát. Làm mát bằng chất lỏng thường sử dụng một đường ống dẫn chất làm mát độc lập để làm nóng hoặc làm mát pin điện. Hiện nay, phương pháp này là phương pháp làm mát chủ đạo. Ví dụ, cả Tesla và Volt đều sử dụng phương pháp làm mát này. 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:
Trong các loại pin năng lượng đời đầu, do dung lượng và mật độ năng lượng nhỏ, nhiều loại pin năng lượng được làm mát bằng không khí. Làm mát bằng không khí (Máy sưởi không khí PTCHệ thống này được chia thành hai loại: làm mát bằng không khí tự nhiên và làm mát bằng không khí cưỡng bức (sử dụng quạt), và sử dụng gió tự nhiên hoặc không khí lạnh trong cabin để làm mát pin.
Các ví dụ điển hình về hệ thống làm mát bằng không khí là 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. Cấu trúc của hệ thống làm mát bằng không khí tương đối đơn giản, công nghệ tương đối hoàn thiện và chi phí thấp. Tuy nhiên, do lượng nhiệt mà không khí có thể mang đi bị hạn chế, hiệu suất trao đổi nhiệt thấp, độ đồng đều nhiệt độ bên trong pin không tốt và khó đạt được khả năng kiểm soát nhiệt độ pin chính xác hơn. 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.
Điều đáng chú ý là đối với hệ thống làm mát bằng không khí, thiết kế ống dẫn khí đóng vai trò rất quan trọng trong hiệu quả làm mát. Ống dẫn khí chủ yếu được chia thành ống dẫn khí nối tiếp và ống dẫn khí song song. Cấu trúc nối tiếp đơn giản nhưng điện trở lớn; cấu trúc song song phức tạp hơn và chiếm nhiều không gian hơn, nhưng khả năng tản nhiệt đồng đều tốt hơn.
2. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng
Chế độ làm mát bằng chất lỏng có nghĩa là pin sử dụng chất lỏng làm mát để trao đổi nhiệt (Bộ gia nhiệt nước làm mát PTCChất làm mát có thể được chia thành hai loại: loại tiếp xúc trực tiếp với tế bào pin (dầu silicon, dầu thầu dầu, v.v.) và loại tiếp xúc với tế bào pin (nước và ethylene glycol, v.v.) thông qua các kênh dẫn nước; hiện nay, dung dịch hỗn hợp nước và ethylene glycol được sử dụng phổ biến hơn. Hệ thống làm mát bằng chất lỏng thường bổ sung thêm một máy làm lạnh để kết hợp với chu trình làm lạnh, và nhiệt lượng của pin được dẫn đi thông qua chất làm lạnh; các thành phần cốt lõi của nó là máy nén, máy làm lạnh và...máy bơm nước điệnLà nguồn năng lượng cho quá trình làm lạnh, máy nén quyết định khả năng trao đổi nhiệt của toàn hệ thống. Máy làm lạnh đóng vai trò là bộ phận trao đổi giữa chất làm lạnh và chất lỏng làm mát, và lượng trao đổi nhiệt trực tiếp quyết định nhiệt độ của chất lỏng làm mát. Bơm nước quyết định lưu lượng chất làm mát trong đường ống. Lưu lượng càng nhanh, hiệu suất truyền nhiệt càng tốt, và ngược lại.
Thời gian đăng bài: 09/08/2024
