Funktionen und Klassifizierung von Powerbatterien
Wärmemanagementsysteme
1. Definition des Wärmemanagementsystems
Kurz gesagt, ein Wärmemanagementsystem für Leistungsbatterien regelt die Temperatur des Batteriesystems durch Kühlung oder Heizung. Die Steuerung der Batterietemperatur hat einen erheblichen Einfluss auf die Batterieleistung. Batterien, die in einem angemessenen Temperaturbereich betrieben werden, haben eine längere Lebensdauer und eine höhere Zuverlässigkeit. Ein gut konzipiertes Kühlsystem für Hochleistungsbatterien kann überschüssige Wärme, die während des Batteriebetriebs entsteht, effektiv abführen, den Temperaturanstieg der Batterie in einem angemessenen Bereich halten, die Betriebsumgebung der Batterie verbessern und so die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Batterie erhöhen. Einige Wärmemanagementsysteme umfassen auch eine Heizung, um sicherzustellen, dass die Batterie auch in Umgebungen mit extrem niedrigen -Temperaturen eine angemessene Betriebstemperatur beibehält.
Zwei wichtige Indikatoren für das Wärmemanagement der Leistungsbatterie:
① Aufrechterhaltung des Temperaturgleichgewichts innerhalb und zwischen den Batterien;
② Kontrolle der absoluten Batterietemperatur innerhalb eines angemessenen Bereichs.
Zu den Hauptfunktionen des Wärmemanagementsystems einer Power-Batterie gehören:
① Genaue Messung und Überwachung der Batterietemperatur;
② Effektive Wärmeableitung und Kühlung, wenn die Temperatur des Batteriemoduls den Grenzwert überschreitet;
③ Schnelle Erwärmung bei niedrigen Temperaturen, um sicherzustellen, dass das Batteriesystem innerhalb seines normalen Temperaturbereichs arbeitet;
④ Gewährleistung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung innerhalb des Akkupacks und Reduzierung von Temperaturunterschieden zwischen einzelnen Zellen.
Batterie-Wärmemanagementsysteme nutzen hauptsächlich vier Kühlmethoden: natürliche Kühlung, erzwungene Luftkühlung, Flüssigkeitskühlung und direkte Kühlung. Natürliche Kühlung ist eine passive Wärmemanagementmethode, während Zwangsluftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Gleichstromkühlung aktive Methoden sind. Der Hauptunterschied zwischen diesen drei liegt im Wärmeaustauschmedium. Derzeit stellen wir nur die gebräuchlichste Methode vor: Flüssigkeitskühlung.
Die Flüssigkeitskühlungstechnologie nutzt die Wärmeübertragung durch Flüssigkeitskonvektion, um die von der Batterie erzeugte Wärme abzuleiten und so die Batterietemperatur zu senken. Flüssige Medien verfügen über hohe Wärmeübertragungskoeffizienten, eine große Wärmekapazität und schnelle Abkühlgeschwindigkeiten, wodurch die Maximaltemperatur deutlich gesenkt und die Gleichmäßigkeit des Temperaturfelds des Batteriepacks verbessert wird. Darüber hinaus ist das Wärmemanagementsystem selbst relativ klein. Flüssigkeitskühlsysteme bieten Flexibilität im Design: Einzelne Batteriezellen oder -module können in Flüssigkeit getaucht werden, es können Kühlkanäle zwischen Batteriemodulen geschaffen werden oder es können Kühlplatten am Boden der Batterie eingesetzt werden. Wenn die Batterie in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit steht, muss die Flüssigkeit eine Isolierung (z. B. Mineralöl) gewährleisten, um Kurzschlüsse zu verhindern. Auch für das Flüssigkeitskühlsystem ist eine hohe Luftdichtheit erforderlich. Darüber hinaus sind auch mechanische Festigkeit, Vibrationsfestigkeit und Lebensdauer wichtige Aspekte.
