電動汽車EV電池最大的敵人是什麼? 極端溫度.
鋰離子電池在15-45℃溫度範圍內表現最佳. 高於此溫度會嚴重損壞電池, 而較低的溫度會降低電池的輸出, 從而減少範圍和可用功率.
熱管理系統始終致力於監控或維持電池的內部溫度, 即使不使用時 (收費). 儘管任何超出最佳舒適區的溫度都會影響汽車的效率, 車輛具有智能係統,可以使系統保持在自己的舒適區域內. 一般來說, 放電時, 電池喜歡保持在45℃以下. 快速充電時, 他們喜歡溫度稍微高於這個溫度, 那是, 55℃左右, 降低電池內阻,讓電子快速充滿電池.
氣溫45℃以上
過熱會損壞鋰離子電池, 和極端溫度 (如60℃以上) 增加駕駛員和乘客的安全風險.
45℃以上, 電動汽車電池的電芯會迅速退化. 這需要係統由熱交換器控制,該熱交換器既可以從電池中提取熱量,又可以在系統過冷時補充熱量.
是什麼導致電動汽車電池過熱?
當電池正在充電或放電時, 它們產生內部熱量. 大部分熱量通過金屬集電器移動,並通過對流在母線中提取,或從電池傳導到電池下方的冷板,再傳遞到冷卻劑, 然後讓電池組通過外部熱交換器散熱. 快充時必須小心,因為充電時電池會發熱. 必須非常小心地提取熱量並將其從電池中帶走,因為電池不得超過其最高溫度.
電池管理系統中的複雜模型決定了控制加熱器和冷卻液流量的最佳策略. 電池和整個冷卻系統中的溫度傳感器需要提供實時數據,以使模型正常運行.
如果電池在車輛使用過程中充電過快或過熱, 系統必須迅速採取行動,立即降低電池溫度. 否則, 熱引起的電池退化會引發熱失控過程.
與熱源無關, 電動汽車電池熱管理系統中的溫度傳感器在檢測過熱和採取緩解措施方面發揮著至關重要的作用.
溫度低於 15°C
熱管理系統不僅僅是保持電動汽車電池涼爽.
在較冷的氣候下, 電動汽車電池系統的熱管理產生熱量以將溫度保持在最低溫度以上. 他們在使用前加熱電池——無論是為車輛供電, 從電荷中獲取能量, 或充當電源.
在較冷的溫度下, 電池的內部動態導致較低的充電和放電速率, 這會減少可用的電池電量. 低溫會減緩化學和物理反應,從而使電動汽車電池高效工作. 無需干預, 這會增加阻抗 (導致充電時間更長) 並減少容量 (導致範圍縮小).
當電池極冷時, 向電池施加過多電荷會導致鋰形成枝晶. 這些可以刺穿陽極和陰極之間的隔膜, 造成電池內部短路. 所以, 在極冷氣候下控制充電速率,以仔細加熱電池, 僅當電池高於最低工作溫度時才增加充電速率.
內燃機 (冰) 車輛在寒冷天氣中似乎具有優勢, 產生大量廢熱,使車輛在寒冷的溫度下保持溫暖. 沒有這些廢熱, 電動汽車必須轉移電池的能量來支持加熱和冷卻.
然而, 得益於電動汽車應用中熱泵系統的高效設計, 以及加熱/冷卻座椅和其他技術, 僅在需要的時間和地點進行加熱和冷卻. 事實證明,它們比它們的 ICE 祖先更適合陷入暴風雪或夏季交通擁堵的車輛.
BMS持續監控進出電池組的電壓和電流, 它還控制電池組外部的系統來管理溫度, 例如製冷劑和冷卻劑迴路.
管理這些系統, BMS 在電池組冷卻板內部和外部使用冷卻劑溫度傳感器, 以及電池組內的電池和母線溫度. 這也延伸到監測外部熱交換器的冷卻液溫度, 以及膨脹閥和製冷劑迴路關鍵點的壓力和溫度. 這種對溫度傳感器的高水平監控提供了關鍵數據來控制這些系統的精確加熱和冷卻量,以優化電池組性能,同時最大限度地減少泵運行的寄生能量損失, 壓縮機, 以及輔助加熱和冷卻組件.
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