电动汽车EV电池最大的敌人是什么? 极端温度.
锂离子电池在15-45℃温度范围内表现最佳. 高于此温度会严重损坏电池, 而较低的温度会降低电池的输出, 从而减少范围和可用功率.
热管理系统始终致力于监控或维持电池的内部温度, 即使不使用时 (收费). 尽管任何超出最佳舒适区的温度都会影响汽车的效率, 车辆具有智能系统,可以使系统保持在自己的舒适区域内. 一般来说, 放电时, 电池喜欢保持在45℃以下. 快速充电时, 他们喜欢温度稍微高于这个温度, 那是, 55℃左右, 降低电池内阻,让电子快速充满电池.
气温45℃以上
过热会损坏锂离子电池, 和极端温度 (如60℃以上) 增加驾驶员和乘客的安全风险.
45℃以上, 电动汽车电池的电芯会迅速退化. 这需要系统由热交换器控制,该热交换器既可以从电池中提取热量,又可以在系统过冷时补充热量.
是什么导致电动汽车电池过热?
当电池正在充电或放电时, 它们产生内部热量. 大部分热量通过金属集电器移动,并通过对流在母线中提取,或从电池传导到电池下方的冷板,再传递到冷却剂, 然后让电池组通过外部热交换器散热. 快充时必须小心,因为充电时电池会发热. 必须非常小心地提取热量并将其从电池中带走,因为电池不得超过其最高温度.
电池管理系统中的复杂模型决定了控制加热器和冷却液流量的最佳策略. 电池和整个冷却系统中的温度传感器需要提供实时数据,以使模型正常运行.
如果电池在车辆使用过程中充电过快或过热, 系统必须迅速采取行动,立即降低电池温度. 否则, 热引起的电池退化会引发热失控过程.
与热源无关, 电动汽车电池热管理系统中的温度传感器在检测过热和采取缓解措施方面发挥着至关重要的作用.
温度低于 15°C
热管理系统不仅仅是保持电动汽车电池凉爽.
在较冷的气候下, 电动汽车电池系统的热管理产生热量以将温度保持在最低温度以上. 他们在使用前加热电池——无论是为车辆供电, 从电荷中获取能量, 或充当电源.
在较冷的温度下, 电池的内部动态导致较低的充电和放电速率, 这会减少可用的电池电量. 低温会减缓化学和物理反应,从而使电动汽车电池高效工作. 无需干预, 这会增加阻抗 (导致充电时间更长) 并减少容量 (导致范围缩小).
当电池极冷时, 向电池施加过多电荷会导致锂形成枝晶. 这些可以刺穿阳极和阴极之间的隔膜, 造成电池内部短路. 所以, 在极冷气候下控制充电速率,以仔细加热电池, 仅当电池高于最低工作温度时才增加充电速率.
内燃机 (冰) 车辆在寒冷天气中似乎具有优势, 产生大量废热,使车辆在寒冷的温度下保持温暖. 没有这些废热, 电动汽车必须转移电池的能量来支持加热和冷却.
然而, 得益于电动汽车应用中热泵系统的高效设计, 以及加热/冷却座椅和其他技术, 仅在需要的时间和地点进行加热和冷却. 事实证明,它们比它们的 ICE 祖先更适合陷入暴风雪或夏季交通拥堵的车辆.
BMS持续监控进出电池组的电压和电流, 它还控制电池组外部的系统来管理温度, 例如制冷剂和冷却剂回路.
管理这些系统, BMS 在电池组冷却板内部和外部使用冷却剂温度传感器, 以及电池组内的电池和母线温度. 这也延伸到监测外部热交换器的冷却液温度, 以及膨胀阀和制冷剂回路关键点的压力和温度. 这种对温度传感器的高水平监控提供了关键数据来控制这些系统的精确加热和冷却量,以优化电池组性能,同时最大限度地减少泵运行的寄生能量损失, 压缩机, 以及辅助加热和冷却组件.
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