¿Qué es un sistema de gestión térmica de batería?

Como uno de los tres sistemas eléctricos centrales de los vehículos comerciales eléctricos puros, el paquete de baterías de potencia es principalmente efectivo para proporcionar energía para la conducción de camiones eléctricos.

Para las baterías eléctricas, la temperatura es uno de los factores clave que afectan el rendimiento normal de carga y descarga y el rango de la batería.

Las temperaturas excesivamente frías en invierno pueden provocar una reducción significativa de la autonomía del vehículo, mientras que las temperaturas excesivamente altas en verano pueden afectar a la disipación del calor de la batería o incluso a la combustión espontánea.

Para mantener un buen rendimiento de la batería en todas las temperaturas ambiente, muchos fabricantes de vehículos la equipan con un sistema de gestión térmica. Entonces, ¿qué hace exactamente un sistema de gestión térmica? ¿Y cuáles son los principales sistemas de gestión térmica en camiones?

¿Qué es un sistema de gestión térmica de batería?

No hay duda de que la temperatura a la que se usa la batería y la temperatura ambiente son extremadamente importantes para los camiones puramente eléctricos. En condiciones parcialmente duras, como calor o frío extremos, existe el riesgo de dañar la batería, lo que puede reducir su rendimiento y vida útil.

Si bien el estilo externo de la mayoría de los camiones eléctricos puros ha eliminado la gran parrilla abierta tradicional de los vehículos de combustible a favor de un diseño cerrado más técnico, los tres sistemas eléctricos aún generan calor cuando el camión eléctrico puro está en funcionamiento y también requieren algo de enfriamiento. .

Por ejemplo, si la batería se sobrecalienta durante el uso, tendrá un cierto impacto en la seguridad y la vida útil de la batería. Además, en invierno, el rendimiento de la batería y la eficiencia de las carretillas eléctricas puras disminuirán si el vehículo se utiliza en zonas frías. El impacto más directo es que la autonomía se reduce considerablemente y, en temperaturas demasiado bajas, las carretillas eléctricas suelen también parecen ser demasiado lentos o incluso difíciles de cargar.

Por supuesto, el motor también necesita refrigerante para disipar el calor. En la actualidad, los camiones eléctricos puros están equipados en su mayoría con motores síncronos de imanes permanentes, que todavía necesitan refrigerante para disipar el calor en condiciones de carga pesada y subida de pendientes. Si el motor se calienta demasiado durante demasiado tiempo, los imanes permanentes pueden desmagnetizarse y pueden producirse daños irreversibles.

La aplicación del sistema de gestión térmica de la batería es una de las tecnologías clave para garantizar que la batería de energía se utilice correctamente a diferentes temperaturas y en diferentes condiciones para maximizar el uso de la energía de la batería para ayudar en la conducción. Su objetivo principal es mantener la temperatura de la batería dentro del rango correcto, permitiendo así que el paquete de baterías funcione de manera óptima.

Por ejemplo, el sistema de gestión térmica puede ajustar la temperatura de la batería para diferentes temperaturas ambientales para reducir el impacto de las temperaturas externas en el rendimiento de la batería. Además, el sistema de gestión térmica puede inhibir la formación de zonas calientes localizadas y reducir las diferencias de temperatura dentro del paquete de baterías, evitando así los efectos del sobrecalentamiento localizado del paquete de baterías.

En la actualidad, las principales soluciones de gestión térmica de baterías en el mercado de vehículos comerciales se dividen principalmente en dos categorías: refrigeración por aire y refrigeración por líquido.

La mayoría de los camiones pequeños, microcamiones y camiones ligeros eléctricos puros son principalmente enfriados por aire, mientras que los enfriados por líquido se usan más a menudo en camiones pesados ​​y remolques de tractores eléctricos puros, donde la potencia de carga y descarga es mayor.

Por refrigeración por aire en realidad nos referimos a la refrigeración natural, cuyo principio es utilizar el viento natural para enfriar la batería.

Se informa que también hay una solución mejorada de refrigeración por aire, donde se agrega un material que puede conducir el calor a los extremos de los electrodos de la celda de la batería, lo que permite que el calor se transfiera a través del material conductor del calor a la carcasa de metal para disipar el calor. , y su eficiencia general de enfriamiento será aún mejor.

La principal ventaja del enfriamiento por aire es que es simple y de bajo costo, y no hay posibilidad de fugas de líquido, lo que lo hace más confiable en general.

Si la temperatura local es adecuada para todas las estaciones y no hay calor ni frío extremos, la refrigeración por aire también es suficiente y adecuada para el funcionamiento de camiones eléctricos puros.

En general, la gestión térmica refrigerada por aire es claramente una opción más adecuada para microrremolques y camiones ligeros eléctricos puramente eléctricos, que son principalmente económicos.

Aunque tiene ciertas ventajas en términos de precio, esta tecnología refrigerada por aire con aire como medio tiene desventajas obvias. Después de todo, solo puede confiar en el aire soplado externo para el enfriamiento, lo cual es ineficiente e ineficaz y tiene un efecto de enfriamiento limitado cuando se descarga a alta potencia.

Además, la refrigeración por aire también se ve afectada directamente por la temperatura externa, especialmente en condiciones climáticas extremadamente cálidas o frías, y la disipación de calor y la eficiencia de transferencia de calor de la batería se verán afectadas hasta cierto punto.

En comparación con las carretillas eléctricas con gestión térmica de batería refrigerada por aire, la refrigeración líquida es mucho más relajada en términos de disipación de calor y aislamiento. El principio es que el refrigerante en las líneas de refrigerante dentro del paquete de baterías elimina el calor generado por la batería durante el funcionamiento, enfriando así la batería.

En términos simples, el enfriamiento por líquido significa que se colocan varias tuberías en el paquete de baterías y cuando se requiere refrigeración, se vierte refrigerante en las tuberías para eliminar el calor generado por la batería a través de la circulación del agua para lograr el efecto de enfriamiento.

Además de enfriar el paquete de baterías de manera más eficiente, algunos de los sistemas de administración térmica enfriados por líquido también calientan el paquete de baterías, lo que permite que la batería entre rápidamente en condiciones óptimas de funcionamiento, incluso a bajas temperaturas.

Claramente, la refrigeración líquida tiene una disipación de calor más alta y más eficiente que la refrigeración por aire, incluso frente a cargas pesadas o salida de alta potencia, cuando la carga de energía de la batería es demasiado alta, el sistema de disipación de calor de circulación de agua de refrigeración líquida puede enfriar la batería. con el tiempo, y la disipación de calor también es más uniforme y la diferencia de temperatura entre las celdas de la batería es menor, lo que puede mejorar efectivamente la estabilidad y la vida útil de la batería.

Las soluciones de gestión térmica refrigeradas por líquido son más eficientes para mantener la temperatura de la batería dentro de un rango razonable, lo que permite mejorar aún más el paquete de baterías en términos de eficiencia, estabilidad y durabilidad.

Sin embargo, los camiones eléctricos enfriados por líquido son significativamente más caros que los enfriados por aire y el diseño general es más complejo. Si está utilizando su vehículo en un entorno de temperatura adecuada y tiene buenos hábitos de conducción, la refrigeración por aire es perfectamente adecuada.

Por supuesto, si el entorno es relativamente duro, la diferencia de temperatura entre las estaciones es grande y, a menudo, hay cargas pesadas, entonces la refrigeración líquida obviamente es más adecuada.

Ya sea un microcamión eléctrico puro o un camión ligero eléctrico puro, muchos fabricantes han equipado el paquete de baterías con una función de calefacción. El principio es calentar la batería por medio de un cable calefactor eléctrico para evitar que la batería funcione a una temperatura demasiado baja, mejorando así la eficiencia de la batería.

Especialmente en el norte, donde la temperatura ambiente es relativamente baja, la función de calentamiento de la batería permite que la batería funcione de manera más eficiente, lo que aumenta el alcance y reduce la degradación excesiva de la batería.

Para los camiones de nueva energía, un sistema eficiente de gestión térmica de la batería es extremadamente importante y tiene un gran impacto en la experiencia de conducción.

Aunque las soluciones de gestión térmica refrigeradas por aire representan actualmente una mayor proporción de microcamiones eléctricos puros y camiones ligeros eléctricos puros, los camiones eléctricos refrigerados por líquido son claramente más ventajosos desde el punto de vista del efecto de uso y la tecnología.

Se cree que a medida que la tecnología continúa mejorando, actualizando y reduciendo costos, más y más productos adoptarán sistemas de gestión térmica de baterías refrigeradas por líquido.