Термално управљање батеријским системом
Управљање топлотом батеријеуглавном укључује хлађење, грејање и изједначавање температуре. Функције хлађења и грејања првенствено се прилагођавају потенцијалном утицају спољашње температуре околине на батерију. Изједначавање температуре смањује температурне разлике унутар батерије, спречавајући брзу деградацију батерије узроковану прегревањем у одређеним областима.
Генерално, методе хлађења енергетских батерија се углавном деле у три категорије: ваздушно хлађење, течно хлађење и директно хлађење. Ваздушно хлађење користи природни ваздух или ваздух за хлађење из путничког простора да би се постигла размена топлоте и хлађење преко површине батерије. Течно хлађење обично користи независне цеви за расхладну течност за загревање или хлађење батерије; ово је тренутно главни метод хлађења, који се користи у Тесла и Волт батеријама. Системи за директно хлађење елиминишу потребу за одвојеним цевоводима за хлађење за батерију, директно користећи расхладно средство за хлађење.
1. Систем ваздушног хлађења
Ране батерије, због свог мањег капацитета и густине енергије, често су користиле ваздушно хлађење. Ваздушно хлађење је подељено у две главне категорије: природно ваздушно хлађење и принудно ваздушно хлађење (помоћу вентилатора), коришћење природног ваздуха или хладног ваздуха из путничког простора за хлађење батерије.
Тренутно, 48В батерије у 48В благим хибридним возилима се углавном налазе у путничком простору и хладе се ваздухом. Системи за ваздушно{3}}хлађење су релативно једноставне структуре, технолошки зрели и ниске цене. Међутим, због ограниченог капацитета одвођења топлоте ваздуха, њихова ефикасност размене топлоте је ниска, што резултира лошом уједначеношћу унутрашње температуре и потешкоћама у прецизној контроли температуре батерије. Због тога су ваздушни{6}}системи за хлађење генерално погодни за апликације са кратким дометом вожње и лаким возилима.
2. Системи за хлађење течности
Течно хлађење подразумева коришћење расхладне течности за размену топлоте са батеријом. Расхладне течности се деле на два типа: оне које могу директно да контактирају са ћелијама батерије (силиконско уље, рицинусово уље, итд.) и оне које додирују ћелије кроз водене канале (вода и етилен гликол, итд.); тренутно се чешће користи мешавина воде и етилен гликола. Системи за хлађење течности обично укључују расхладни уређај који је повезан са циклусом хлађења, користећи расхладно средство за уклањање топлоте из батерије. Основне компоненте су компресор, расхладни уређај и пумпа за воду. Компресор, као извор енергије за хлађење, одређује капацитет размене топлоте целог система. Чилер олакшава размену топлоте између расхладног средства и расхладне течности, а количина размене топлоте директно одређује температуру расхладне течности. Пумпа за воду одређује брзину протока расхладне течности унутар цеви; бржи проток резултира бољим перформансама размене топлоте, и обрнуто.
Системи за течно хлађење нуде већу флексибилност. Канали за хлађење се могу инсталирати између батеријских модула (тренутно уобичајени приступ), плоче за хлађење се могу користити на дну батерије, или ћелије или модули могу бити уроњени у расхладну течност. Предности система за течно хлађење укључују високе коефицијенте преноса топлоте, велике брзине протока, добру уједначеност температуре и прецизну контролу температуре. Недостаци укључују сложеност система, високе захтеве за заптивање, систем хлађења који чини значајан део тежине пакета батерија и релативно високу цену.