Ny energifordon EV-batteritemperaturdetektering och BMS-temperatursensor

Vad är elbilsbatteriernas största fiende? Extrema temperaturer.
Litiumjonbatterier fungerar bäst i ett temperaturområde på 15-45 ℃. Temperaturer över denna temperatur kan allvarligt skada batteriet, medan lägre temperaturer kan minska uteffekten från battericellerna, vilket minskar räckvidden och tillgänglig effekt.

Det termiska ledningssystemet är alltid engagerat i att övervaka eller upprätthålla batteriets inre temperatur, även när den inte används (laddning). Även om alla temperaturer utanför den optimala komfortzonen kommer att påverka bilens effektivitet, fordonet har ett intelligent system som kan hålla systemet inom sin egen komfortzon. I stort sett, vid urladdning, batteriet gillar att hålla sig under 45 ℃. Vid snabb laddning, de gillar att temperaturen ligger något över denna temperatur, som är, runt 55℃, för att minska batteriets inre impedans och låta elektroner snabbt fylla batteriet.

EV batteri temperatursensor kabel, anslutningssats

EV batteri temperatursensor, spänningsuppsamlingskabelkabel

BMS batteri EV grupp temperaturgivare med OT terminal

Temperaturer över 45 ℃
Överhettning kan skada litiumjonbatterier, och extrema temperaturer (som över 60 ℃) öka risken för förarens och passagerarnas säkerhet.
Över 45 ℃, cellerna i elbilsbatterier kommer att försämras snabbt. Detta kräver att systemet styrs av en värmeväxlare som både kan ta ut värme från batteriet och fylla på det om systemet är för kallt.

Vad får EV-batterier att överhettas?
När batterier aktivt laddas eller laddas ur, de genererar intern värme. Det mesta av denna värme rör sig genom metallströmavtagare och utvinns i samlingsskenor genom konvektion eller leds från batteriet till en kall platta under batteriet till en kylvätska, som sedan lämnar batteripaketet för att avleda värme genom en extern värmeväxlare. Försiktighet måste iakttas vid snabbladdning eftersom batteriet genererar värme under laddning. Stor försiktighet måste iakttas för att ta bort värme och föra bort den från batteriet eftersom batteriet inte får överstiga sin maxtemperatur.

Komplexa modeller i batterihanteringssystemet bestämmer den bästa strategin för att kontrollera flödet av värmare och kylvätska. Temperatursensorer i batteriet och i hela kylsystemet måste ge realtidsdata för att modellen ska fungera korrekt.

Om ett batteri laddas för snabbt eller överhettas under fordonets användning, systemet måste agera snabbt för att sänka batteritemperaturen omedelbart. Annat, termiskt inducerad batterinedbrytning kan initiera den termiska runaway-processen.

Oavsett värmekälla, temperatursensorer i EV-batteriets termiska hanteringssystem spelar en viktig roll för att upptäcka överhettning och vidta dämpande åtgärder.

Temperaturer under 15°C
Värmehanteringssystem handlar om mer än att bara hålla elbilsbatterier svala.

I kallare klimat, termisk hantering av EV-batterisystem genererar värme för att hålla temperaturen över ett minimum. De värmer batteriet före användning – oavsett om det driver fordonet, dra ström från en laddning, eller fungerar som en strömkälla.

Vid kallare temperaturer, batteriets interna dynamik resulterar i lägre laddnings- och urladdningshastigheter, vilket minskar den tillgängliga batteriladdningen. Låga temperaturer bromsar de kemiska och fysiska reaktionerna som gör att elbilsbatterier fungerar effektivt. Utan ingripande, detta ökar impedansen (vilket ger längre laddningstider) och minskar kapaciteten (vilket resulterar i minskad räckvidd).

När batteriet är extremt kallt, tvingar in för mycket laddning i batteriet får litiumet att bilda dendriter. Dessa kan tränga igenom separatorn mellan anoden och katoden, orsakar en intern kortslutning i batteriet. Därför, laddningshastigheten kontrolleras i extremt kalla klimat för att försiktigt värma batteriet, öka laddningshastigheten endast när batteriet är över den lägsta driftstemperaturen.

Förbränningsmotor (IS) fordon verkar ha en fördel i kallt väder, genererar mycket spillvärme för att hålla fordonet varmt i kalla temperaturer. Utan denna spillvärme, Elbilar skulle behöva avleda energi från batteriet för att stödja uppvärmning och kylning.

Dock, tack vare den effektiva designen av värmepumpssystem i EV-applikationer, samt uppvärmda/kylda säten och annan teknik, uppvärmning och kylning sker endast när och där det behövs. De har visat sig vara bättre fordon för att fastna i snöstorm eller sommartrafikstockning än deras ICE-förfäder.

Medan BMS kontinuerligt övervakar spänningen och strömmen som går in och ut ur batteripaketet, den styr också system utanför förpackningen för att hantera temperaturen, såsom köldmedie- och kylvätskeslingor.

För att hantera dessa system, BMS använder kylvätsketemperaturgivare inuti och utanför paketets kylplatta, samt cell- och samlingsskenas temperaturer inuti paketet. Detta omfattar även övervakning av kylvätsketemperaturen vid den externa värmeväxlaren, samt tryck och temperatur vid nyckelpunkter i expansionsventilen och köldmedieslingan. Denna höga nivå av övervakning av temperatursensorer ger kritiska data för att kontrollera den exakta mängden uppvärmning och kylning från dessa system för att optimera batteripaketets prestanda samtidigt som parasitiska energiförluster som kör pumpar minimeras, kompressorer, och extra värme- och kylkomponenter.