Thermal Management of Electric Vehicle Battery Systems

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Types of thermal management of electric vehicle battery systems

Current thermal management solutions can be roughly divided into four types: air cooling, liquid cooling, direct cooling, and phase change materials.

1. La refrigeración por aire es un método común y sencillo de disipación del calor, que utiliza la corriente de aire natural o ventiladores para expulsar el calor absorbido por el radiador. Tiene las ventajas de su bajo coste, instalación sencilla, fiabilidad y fácil mantenimiento, pero se ve muy afectado por el medio ambiente y se utilizaba sobre todo en los primeros vehículos eléctricos.

2. La refrigeración líquida puede dividirse en refrigeración líquida por placa fría y refrigeración líquida por inmersión. La refrigeración líquida de placa fría es un método indirecto de disipación de calor. Mediante el contacto de la placa de refrigeración con la batería, el refrigerante de la placa fría se utiliza para intercambiar calor con la batería, y el calor se elimina a través de canales de refrigeración. La refrigeración por líquido de inmersión es un método de refrigeración que sumerge el módulo de la batería en un líquido refrigerante aislante para realizar el intercambio de calor. La refrigeración líquida tiene las ventajas de una alta eficacia de intercambio de calor y un calor uniforme, pero su coste es más elevado.

3. La refrigeración directa por refrigerante utiliza el refrigerante del sistema de aire acondicionado del vehículo para introducirlo directamente en el evaporador del interior de la batería. El refrigerante se evapora en el evaporador y extrae eficazmente el calor del sistema de la batería. Este diseño es sencillo y fácil de desmontar, con bajos costes de mantenimiento posterior. Sin embargo, el calentamiento directo no es posible y es necesario añadir sistemas de calefacción adicionales.

4. Los materiales de cambio de fase pueden dividirse en tres tipos: materiales de cambio de fase inorgánicos, materiales de cambio de fase orgánicos y materiales de cambio de fase compuestos. Su proceso de absorción y liberación de calor hace que la temperatura del sistema sea estable y puede conseguir un efecto de temperatura casi constante. Se ha aplicado en muchos campos. Tiene una estructura simple, una masa pequeña y enormes características de calor latente, pero el coste de sustitución es alto y la estabilidad es pobre.

The main functions of thermal management of electric vehicle battery systems

The battery thermal management system is one of the key technologies to deal with the heat-related problems of the battery and ensure the performance, safety and life of the power battery. The main functions of the thermal management system include:

1. Effectively dissipate heat when the battery temperature is high to prevent thermal runaway accidents.

2. Preheat when the battery temperature is low to increase the battery temperature to ensure charging and discharging performance and safety at low temperatures.

3. Reduce the temperature difference within the battery pack, inhibit the formation of local hot zones, prevent the battery from decaying too quickly at high temperature locations, and effectively improve the overall life of the battery pack.

The importance of thermal management of electric vehicle battery systems

The main task of the battery management system is to ensure that the battery pack works within a safe range, provide necessary information for vehicle control, respond promptly when abnormalities occur, and determine the battery charge and discharge power based on ambient temperature, battery status, vehicle needs, etc. wait. The main functions of BMS include battery parameter monitoring, battery status estimation, online fault diagnosis, charging control, automatic equalization, thermal management, etc.

Thermal-related issues of batteries are key factors that determine their performance, safety, lifespan and cost of use. First, the temperature level of a hammer-ion battery directly affects its energy and power performance during use. When the temperature is low, the available capacity of the battery will rapidly decay. Charging the battery at too low a temperature (such as below 0%) may cause instantaneous voltage overcharge, causing internal decomposition and subsequent short circuit. Secondly, the heat-related problems of hammer ion batteries directly affect the safety of the battery. Defects in the manufacturing process or improper operations during use may cause local overheating of the battery, which in turn may cause a chain exothermic reaction, eventually causing smoke, fire or even Serious thermal runaway events such as explosions threaten the lives of vehicle drivers and passengers. In addition, the working or storage temperature of the hammer ion battery affects its service life. The suitable temperature of the battery is approximately between 10 and 30 degrees Celsius. Too high or too low temperature will cause the battery life to decay rapidly. The enlargement of power batteries reduces the ratio of their surface area to volume. The internal heat of the battery is not easily dissipated, and problems such as uneven internal temperature and excessive local temperature rise are more likely to occur, which further accelerates battery decay, shortens battery life, and increases the number of users. total cost of ownership.

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Sistemas de control de temperatura y caudal de calor/frío

(Diseños a medida)

Simulación de temperatura para pruebas de calidad de vehículos: prueba de duración de baterías, banco de pruebas de inyectores/motores de combustible, prueba de airbags, banco de pruebas de componentes, etc.

La temperatura, la presión y el caudal pueden controlarse de forma independiente.

1&2: una máquina para el control de dos grupos.

La temperatura permanece constante, la presión y el caudal pueden controlarse independientemente.

1&3: una máquina para el control de tres grupos.

1&6: una máquina para el control de seis grupos.

Enfriadoras de aceite

(Diseños a medida)

Simulación de temperatura para pruebas de calidad de vehículos: prueba de duración de baterías, banco de pruebas de inyectores/motores de combustible, prueba de airbags, banco de pruebas de componentes, etc.

Sistemas de refrigeración y calefacción para bomba electrónica

(Diseños a medida)

Cámara de prueba de baterías a alta y baja temperatura

(Diseños a medida)

Sistemas de refrigeración o calefacción directa para automóviles

(Diseños a medida)

Refrigeración líquida para sistemas de almacenamiento de energía en baterías

(Diseños a medida)