Was ist der größte Feind der Batterien von Elektrofahrzeugen?? Extreme Temperaturen.
Lithium-Ionen-Akkus funktionieren am besten in einem Temperaturbereich von 15–45 °C. Temperaturen über dieser Temperatur können den Akku schwer beschädigen, während niedrigere Temperaturen die Leistung der Batteriezellen verringern können, Dadurch verringern sich die Reichweite und die verfügbare Leistung.
Das Wärmemanagementsystem ist stets darauf ausgerichtet, die Innentemperatur der Batterie zu überwachen bzw. aufrechtzuerhalten, auch wenn es nicht verwendet wird (Aufladen). Obwohl jede Temperatur außerhalb der optimalen Komfortzone die Effizienz des Autos beeinträchtigt, Das Fahrzeug verfügt über ein intelligentes System, das das System innerhalb seiner eigenen Komfortzone halten kann. Allgemein gesprochen, beim Entladen, Die Batterie bleibt gerne unter 45℃. Beim schnellen Laden, Sie mögen es, wenn die Temperatur leicht über dieser Temperatur liegt, das ist, etwa 55℃, um die interne Impedanz der Batterie zu verringern und ein schnelles Füllen der Batterie mit Elektronen zu ermöglichen.
Temperaturen über 45℃
Überhitzung kann Lithium-Ionen-Akkus beschädigen, und extreme Temperaturen (wie über 60℃) erhöhen das Risiko für die Sicherheit von Fahrer und Passagieren.
Über 45℃, Die Zellen der Batterien von Elektrofahrzeugen verschlechtern sich schnell. Dazu muss das System über einen Wärmetauscher gesteuert werden, der der Batterie sowohl Wärme entziehen als auch diese wieder auffüllen kann, wenn das System zu kalt ist.
Was führt zur Überhitzung von Elektrofahrzeugbatterien??
Wenn Batterien aktiv geladen oder entladen werden, Sie erzeugen innere Wärme. Der größte Teil dieser Wärme bewegt sich durch Metallstromkollektoren und wird durch Konvektion in Sammelschienen abgeführt oder von der Batterie zu einer Kühlplatte unter der Batterie und zu einem Kühlmittel geleitet, Dieser verlässt dann den Akku, um die Wärme über einen externen Wärmetauscher abzuleiten. Beim Schnellladen ist Vorsicht geboten, da der Akku beim Laden Wärme erzeugt. Es muss sehr darauf geachtet werden, der Batterie Wärme zu entziehen und abzuführen, da die Batterie ihre maximale Temperatur nicht überschreiten darf.
Komplexe Modelle im Batteriemanagementsystem ermitteln die beste Strategie zur Steuerung des Heiz- und Kühlmittelflusses. Temperatursensoren in der Batterie und im gesamten Kühlsystem müssen Echtzeitdaten liefern, damit das Modell ordnungsgemäß funktioniert.
Wenn sich eine Batterie während der Fahrzeugnutzung zu schnell auflädt oder überhitzt, Das System muss schnell reagieren, um die Batterietemperatur sofort zu senken. Ansonsten, Eine thermisch bedingte Batterieverschlechterung kann den Prozess des thermischen Durchgehens auslösen.
Unabhängig von der Wärmequelle, Temperatursensoren in Wärmemanagementsystemen für Elektrofahrzeugbatterien spielen eine entscheidende Rolle bei der Erkennung von Überhitzung und der Ergreifung von Gegenmaßnahmen.
Temperaturen unter 15°C
Bei Wärmemanagementsystemen geht es um mehr als nur darum, die Batterien von Elektrofahrzeugen kühl zu halten.
In kälteren Klimazonen, Das Wärmemanagement von Batteriesystemen für Elektrofahrzeuge erzeugt Wärme, um die Temperaturen über einem Minimum zu halten. Sie wärmen die Batterie vor dem Gebrauch auf – egal, ob sie das Fahrzeug antreibt, Strom aus einer Ladung ziehen, oder als Energiequelle fungieren.
Bei kälteren Temperaturen, Die interne Dynamik der Batterie führt zu geringeren Lade- und Entladeraten, Dadurch verringert sich die verfügbare Batterieladung. Niedrige Temperaturen verlangsamen die chemischen und physikalischen Reaktionen, die dafür sorgen, dass Elektrofahrzeugbatterien effizient funktionieren. Ohne Eingriff, Dadurch erhöht sich die Impedanz (was zu längeren Ladezeiten führt) und verringert die Kapazität (was zu einer verringerten Reichweite führt).
Wenn die Batterie extrem kalt ist, Wenn der Batterie zu viel Ladung zugeführt wird, bildet das Lithium Dendriten. Diese können den Separator zwischen Anode und Kathode durchdringen, Dies führt zu einem internen Kurzschluss in der Batterie. daher, In extrem kalten Klimazonen wird die Ladegeschwindigkeit gesteuert, um die Batterie schonend zu erwärmen, Erhöhen der Laderate nur, wenn die Batterie über der minimalen Betriebstemperatur liegt.
Verbrennungsmotor (EIS) Fahrzeuge scheinen bei kaltem Wetter im Vorteil zu sein, Es erzeugt viel Abwärme, um das Fahrzeug bei kalten Temperaturen warm zu halten. Ohne diese Abwärme, Elektrofahrzeuge müssten Energie aus der Batterie ableiten, um Heizen und Kühlen zu unterstützen.
Jedoch, dank des effizienten Designs von Wärmepumpensystemen in EV-Anwendungen, sowie beheizte/gekühlte Sitze und andere Technologien, Heizen und Kühlen erfolgt nur dann und dort, wo es benötigt wird. Sie haben sich als bessere Fahrzeuge gegen Schneestürme oder Staus im Sommer erwiesen als ihre ICE-Vorfahren.
Während das BMS kontinuierlich die Spannung und den Strom überwacht, die in den Akku ein- und ausgehen, Es steuert auch Systeme außerhalb des Rucksacks, um die Temperatur zu verwalten, wie etwa die Kältemittel- und Kühlmittelkreisläufe.
Um diese Systeme zu verwalten, Das BMS verwendet Kühlmitteltemperatursensoren innerhalb und außerhalb der Paketkühlplatte, sowie Zellen- und Sammelschienentemperaturen im Pack. Dies erstreckt sich auch auf die Überwachung der Kühlmitteltemperatur am externen Wärmetauscher, sowie Druck und Temperatur an wichtigen Punkten im Expansionsventil und Kältemittelkreislauf. Dieses hohe Maß an Überwachung der Temperatursensoren liefert wichtige Daten zur präzisen Steuerung der Heiz- und Kühlmenge dieser Systeme, um die Leistung des Batteriepacks zu optimieren und gleichzeitig parasitäre Energieverluste beim Betrieb von Pumpen zu minimieren, Kompressoren, und zusätzliche Heiz- und Kühlkomponenten.