Novo energetsko vozilo EV detekcija temperature baterije i BMS senzor temperature

Koji je najveći neprijatelj baterija za električna vozila? Ekstremne temperature.
Litijum-jonske baterije najbolje rade u temperaturnom opsegu od 15-45℃. Temperature iznad ove temperature mogu ozbiljno oštetiti bateriju, dok niže temperature mogu smanjiti izlaz ćelija baterije, čime se smanjuje domet i raspoloživa snaga.

Sistem upravljanja toplotom je uvek posvećen nadgledanju ili održavanju unutrašnje temperature baterije, čak i kada nije u upotrebi (punjenje). Iako će svaka temperatura izvan optimalne zone komfora uticati na efikasnost automobila, vozilo ima inteligentan sistem koji može zadržati sistem unutar svoje zone udobnosti. Uopšteno govoreći, prilikom pražnjenja, baterija voli da ostane ispod 45℃. Prilikom brzog punjenja, vole da je temperatura malo iznad ove temperature, to jest, oko 55℃, kako bi se smanjila unutrašnja impedancija baterije i omogućila elektronima da brzo napune bateriju.

Kabel senzora temperature akumulatora EV, konektor komplet

Senzor temperature baterije EV, senzor snopa za prikupljanje napona

BMS baterija EV grupni temperaturni senzor sa OT terminalom

Temperature iznad 45℃
Pregrijavanje može oštetiti litijum-jonske baterije, i ekstremne temperature (kao što je iznad 60℃) povećati rizik za sigurnost vozača i putnika.
Iznad 45℃, ćelije baterija električnih vozila će se brzo degradirati. Ovo zahteva da sistem kontroliše izmenjivač toplote koji može da izvuče toplotu iz baterije i da je dopuni ako je sistem previše hladan.

Šta uzrokuje pregrijavanje EV baterija?
Kada se baterije aktivno pune ili prazne, stvaraju unutrašnju toplotu. Većina ove topline kreće se kroz metalne kolektore struje i izvlači se u sabirnicama konvekcijom ili se odvodi od baterije do hladne ploče ispod baterije do rashladne tekućine, koji zatim ostavlja bateriju da odvodi toplinu kroz vanjski izmjenjivač topline. Morate biti oprezni prilikom brzog punjenja jer baterija stvara toplinu tokom punjenja. Mora se paziti da se toplota izvuče i odnese iz baterije jer baterija ne smije prijeći svoju maksimalnu temperaturu.

Složeni modeli u sistemu upravljanja baterijama određuju najbolju strategiju za kontrolu protoka grijača i rashladne tekućine. Senzori temperature u bateriji i u cijelom sistemu za hlađenje trebaju osigurati podatke u realnom vremenu kako bi model ispravno funkcionirao.

Ako se baterija prebrzo puni ili se pregrije tokom korištenja vozila, sistem mora djelovati brzo kako bi odmah smanjio temperaturu baterije. Inače, termički izazvana degradacija baterije može pokrenuti proces termičkog bijega.

Bez obzira na izvor toplote, senzori temperature u sistemima upravljanja toplinom baterija EV igraju vitalnu ulogu u otkrivanju pregrijavanja i poduzimanju mjera za ublažavanje.

Temperature ispod 15°C
Sistemi za upravljanje toplotom su više od samo održavanja EV baterija hladnim.

U hladnijim klimama, termalno upravljanje EV akumulatorskim sistemima stvara toplotu kako bi se temperature održavale iznad minimuma. Oni zagrijavaju bateriju prije upotrebe – bilo da pokreće vozilo, crpi energiju iz punjenja, ili djeluje kao izvor energije.

Na nižim temperaturama, unutrašnja dinamika baterije rezultira nižim brzinama punjenja i pražnjenja, što smanjuje dostupno punjenje baterije. Niske temperature usporavaju hemijske i fizičke reakcije zbog kojih EV baterije rade efikasno. Bez intervencije, ovo povećava impedanciju (što rezultira dužim vremenom punjenja) i smanjuje kapacitet (što rezultira smanjenim dometom).

Kada je baterija izuzetno hladna, prisiljavanje previše punjenja u bateriju uzrokuje da litijum formira dendrite. Oni mogu probiti separator između anode i katode, uzrokujući unutrašnji kratki spoj u bateriji. Stoga, brzina punjenja se kontroliše u ekstremno hladnim klimatskim uslovima kako bi se baterija pažljivo zagrejala, povećanje brzine punjenja samo kada je baterija iznad minimalne radne temperature.

Motor sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE) čini se da vozila imaju prednost po hladnom vremenu, stvara mnogo otpadne toplote kako bi vozilo bilo toplo na niskim temperaturama. Bez ove otpadne toplote, EV bi morala da preusmjerava energiju iz baterije kako bi podržala grijanje i hlađenje.

Međutim, zahvaljujući efikasnom dizajnu sistema toplotnih pumpi u EV aplikacijama, kao i grijana/hlađena sjedišta i druge tehnologije, grijanje i hlađenje se vrši samo kada i gdje je to potrebno. Oni su se dokazali kao bolja vozila za zaglavljivanje u snježnoj oluji ili ljetnoj saobraćajnoj gužvi od svojih predaka na ledu.

Dok BMS kontinuirano prati napon i struju koji ulaze i izlaze iz baterije, takođe kontroliše sisteme van pakovanja za upravljanje temperaturom, kao što su petlje rashladnog i rashladnog sredstva.

Za upravljanje ovim sistemima, BMS koristi senzore temperature rashladne tečnosti unutar i izvan ploče za hlađenje paketa, kao i temperature ćelije i sabirnice unutar pakovanja. Ovo se takođe proširuje na praćenje temperature rashladne tečnosti na eksternom izmenjivaču toplote, kao i pritisak i temperaturu u ključnim tačkama u ekspanzionom ventilu i petlji rashladnog sredstva. Ovaj visoki nivo praćenja temperaturnih senzora pruža kritične podatke za kontrolu precizne količine grijanja i hlađenja iz ovih sistema radi optimizacije performansi baterijskog paketa uz minimiziranje parazitskih gubitaka energije koje rade pumpe, kompresori, i pomoćne komponente za grijanje i hlađenje.