Batteriewärmemanagementsystem - Definition und Auswirkungen

Batterien haben sich in den letzten Jahren weiterentwickelt und entwickeln sich zu wesentlich effizienteren Energiespeichersystemen. Die kleinsten Größen sind in der Lage, große Mengen an Energiedichten bereitzustellen, die die großen und herkömmlichen Akkus als schwierig empfanden. Diese Verbesserung ist jedoch mit ihrer Komplexität verbunden. Batteriemodelle wurden hochentwickelt, und dies machte verschiedene Batteriemanagementsysteme erforderlich, um die Leistung in diesen Zellen zu regulieren. Dadurch werden sie sicherer.

Eines dieser BMS ist das thermische Batteriemanagementsystem, das sich stattdessen mit den thermischen Eigenschaften der Zellen befasst. Diese Systeme dienen als Sicherheitsmaßnahme sowohl für die Batterien als auch für ihre Benutzer, indem sie verhindern, dass die Zellen außerhalb der empfohlenen und vorgesehenen Bedingungen arbeiten. Dieser Leitfaden führt Sie durch die Vorteile von Wärmemanagementsystemen in Batterien und deren Auswirkungen auf die Verbesserung der Zellen.

Was ist ein Batteriewärmemanagementsystem?

Ein Batteriewärmemanagement ist ein elektronisches Gerät, das die thermischen Bedingungen einer wiederaufladbaren Batterie verwaltet, indem sichergestellt wird, dass sie unter den erforderlichen Bedingungen arbeitet. Sie können entweder passiv oder aktiv sein, und das verwendete Kühlmedium kann entweder flüssig, luftig oder sogar in irgendeiner Form phasenwechselnd sein.

Wie werden Lithium-Ionen-Batterien gekühlt?

lithium-ionen-akkus haben unterschiedliche Kühlmethoden, je nachdem, welche Methode am besten zu Ihrem Akku passt. Daher hilft die Wahl der richtigen Kühlmethode für Ihren Akku dabei, die Temperatur in einem optimalen Bereich von etwa 15 ° C bis 35 ° C zu halten. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Sicherheit dieser Akkus und die Verlängerung ihrer Lebensdauer. Um die beste Art der Kühlmethode zu kennen, müssen Sie Kompromisse zwischen möglichen Faktoren wie Kosten, Gewicht, Komplexität und Temperaturgleichmäßigkeit eingehen.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Es gibt vier Arten von Methoden zum Kühlen von Lithium-Ionen-Batterien: Dazu gehören:

• Luftkühlung

• Direkte Flüssigkeitskühlung
  

• Flossenkühlung
  

• Indirekte Flüssigkeitskühlung
  

Ein Lithium-Ionen-Batteriemodul mit einer großen Kapazität, das explizit für Elektrofahrzeuge entwickelt wurde, wurde verwendet, um korrekte Bewertungsergebnisse genau zu liefern.

1. Luftkühlung

Es gibt zwei Arten von luftkühlenden Lithium-Ionen-Batterien, darunter natürliche Luftkühlung und Zwangsluftkonvektionskühlung. Da Luft auch das Medium der Wärmeübertragung ist, passiert sie das Batteriemodul, um gleichzeitig das Heizen und Kühlen zu erleichtern. Das natürliche Luftkühlungsverfahren für Lithium-Ionen-Batterien wird jedoch als unwirksam und unzureichend genug angesehen.

Bei der Zwangsluftkühlung wird die Wärme aus der Batterie durch den Abluftventilator mit dem vom rotierenden Ventilator erzeugten Wind abgeführt. Bei dieser Methode ist es immer ratsam, den Kühlkörper sowie den Abstand zwischen den Batterien zu vergrößern.

Bei natürlicher Luftkühlung macht die Wärmestrahlung etwa 43 - 63% der gesamten abgegebenen Wärme aus. Um die maximale Temperatur zu senken, kann man die Wärmeübertragung verbessern, aber der Umfang davon erhöht sich nicht auf unbestimmte Zeit. Die Luftkühlung hat einige Vorteile, darunter:

• Einfache Struktur

• Relativ kleineres Gewicht
  

• Niedrigere Kosten
  

• Effektive Belüftung
  

• Kein Austreten schädlicher Gase
  

Der Wärmeaustauschkoeffizient zwischen Wandoberfläche und Batterie sowie die Kühl- und Heizgeschwindigkeit sind jedoch relativ niedrig.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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2. Flüssigkeitskühlung

Die Luftkühlung kann die Anforderungen erfüllen, die zur Kühlung des lithium-ionen-akkus unter allgemeinen Bedingungen erforderlich sind. Unter viel anspruchsvolleren Bedingungen kann die Flüssigkeitskühlung jedoch nur die verschiedenen thermischen Anforderungen des Akkus erfüllen. Dabei wird das Batteriemodul in eine dielektrische Wärmeübertragungsflüssigkeit getaucht. Die Flüssigkeitskühlung bringt auch einige Vorteile mit sich, darunter:

• Ein hoher Wärmeübergangskoeffizient zwischen den Wandflächen des Akkus

• Hohe Kühl- und Heizgeschwindigkeit im Vergleich zur Luftkühlung

• Ein viel kleineres Volumen

Es kann jedoch die Möglichkeit eines Austritts der in den Zellen gefundenen Gase bestehen, das Gewicht kann im Vergleich zur Luftkühlung relativ groß sein und die Wartung ist kompliziert. Die Luftkühlung würde für Hybridfahrzeuge ausreichen, während die Flüssigkeitskühlung für reine Elektrofahrzeuge geeignet sein könnte. Die Hersteller zögern jedoch bei der Wahl der Flüssigkeitskühlung, da die Dichtungen der Batterien nicht gut genug sind.

Die Luftkühlung hat einen viel größeren Einfluss auf die Temperaturkonsistenz von Lithium-Ionen-Batterien unter verschiedenen Strömungswegen. Der Wärmeableitungseffekt auf dem parallelen Strömungsweg ist jedoch tendenziell besser als der des Serienströmungsweges.

Zwangsluftkühlung kann nur bei geringer Leistung und geeigneten Bedingungen bequem eingesetzt werden, da die Kühlleistung nicht so hoch ist. Der Flüssigkeitskühlungseffekt wird für die Verwendung unter beträchtlicher Leistung und komplexen Bedingungen bevorzugt. Für die Zukunft des Batteriewärmemanagements scheint die Flüssigkeitskühlung die günstigste Option zu sein, da die Systeme dieser Zellen tendenziell komplizierter sind.

Wie wirkt sich ein Batteriewärmemanagementsystem auf eine Lithiumbatterie aus?

Normalerweise steigt die Verschlechterungsrate einer Batterie mit steigender Temperatur exponentiell an. Obwohl die Kapazität des Akkus mit steigender Betriebstemperatur tendenziell zunimmt, nimmt auch die Geschwindigkeit zu, mit der die Kapazität abnimmt. Bei niedrigen Betriebstemperaturen wird jedoch eine schlechte Batterieleistung angezeigt. Dies alles kann auf die Tatsache zurückgeführt werden, dass ungleichmäßige Temperaturerhöhungen innerhalb eines Batteriesystems dazu neigen, die Lebensdauer der Zellen zu verkürzen.

Effektive Temperaturmanagementsysteme tragen in der Regel wesentlich zur Verlängerung des Batteriezustands bei. Mit zunehmender Kapazität, Lade- und Entladerate der Batterie erfordern Sicherheitsprobleme mehr Aufmerksamkeit und daher ist ein Wärmemanagementsystem für die Batterie erforderlich. Diese Wärmemanagementsysteme erfüllen die Bedingungen und Anforderungen für schnelleres Laden, höhere Leistung und verbesserte Batterieleistung.

Wegbringen

Ein Batteriewärmemanagementsystem ist ein ideales System, das in jeder Batterie enthalten sein sollte, um die allgemeinen Temperaturprobleme zu lösen, die die Zellen beim Laden oder Entladen betreffen. Viele Vorfälle können aufgrund einer unangemessenen Wärmeregulierung der Zellen auftreten, und dieses Wärmemanagementsystem könnte nur die Lösung für alle unsere Anforderungen sein.