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电池热管理系统作用、温度控制机制及技术方案分析
来源:[db:来源] 作者:admin 智轩互联 2023-10-20 行业资讯
电池热管理系统作用、温度控制机制及技术方案分析

电池技术一直是电动汽车制约因素之一,它能量密度和寿命发挥了重要作用。为了解决电池过热问题,电动汽车必须装备热管理系统

电池热管理系统(Battery Thermal Management System)主要负责实现对电池系统降温加热等控制,根据电池温度实时变化和发生预警是一种相对复杂热通量分配策略与控制策略综合实现电池组内热温度平衡综合控制系统。

随着电动汽车市场不断壮大,电池热管理系统新产品和技术不断涌现,其在电动汽车领域内发展前景十分广阔。


电池热管理系统作用是什么?

如今,电动汽车已经成为新时代代表产物。众所周知,对于电动汽车而言,电池是不可或缺资源。因此,对于电池管理极为重要,这也催生了电池热管理系统出现。那么,电池热管理系统作用到底是什么?接下来,我们将一一阐述。

1. 保障电池寿命

电池是电动汽车核心,它使用寿命直接影响着车辆能和行驶里程。电池老化会引发严重安全风险,如发生漏电和起火等问题。因此,电池热管理系统通过对电池温度、湿度、电流监测及控制,可以在保证电池能同时减少老化速度,从而延长使用寿命。

电池热管理系统还可以帮助用户留存更多电池容量,因为在低温环境下电池电量衰减速度会加快,而高温环境下则会缩短电池寿命,电池热管理系统因此可以控制电池温度,使之处于适当环境下,从而确保最大化电池容量,提高车辆续航里程。

2. 提高充电效率

为了保证电池能和寿命,充电时应该将电池温度升至适当温度区间内,即快速充满电之前。当然,这只是一页书,另一个重要方面是在充电完成后降低温度。这时,电池热管理系统可以控制取来自电池散热器以保持电池温度稳定。尽管在整个充电过程中耗电量会略微增加,但电池寿命将更长,充电效率也更高。

3. 避免出行风险

如果在行驶中发现电池温度过高,电池热管理系统可以立即采取应对措施,例如减少发动机转速,降低马力等,以避免电池发生安全问题。虽然这些控制措施有时候会影响整个车辆能,但更重要是保证驾车安全。

4. 实现智能管理

电池热管理系统可以自动化控制电池温度,并利用物联网技术收集实时数据。这样数据将帮助汽车制造商和消费者优化电动汽车能,并提供更好行车体验。例如,如果某个地区气温较低,系统可以自动提供暖风或保暖剂,以提高电池温度。

5. 省电、环保

电池热管理系统可以根据改变电池运行条件来提高车辆行驶效率,并减少非必要能量利用,从而降低碳排放以及节约电力。这些措施在电池管理方面也非常有效,因为它们可以使电池存储从充电中收集能量,并将其重复使用在车辆行驶过程中,从而实现效益最大化。


电池热管理系统如何控制温度?

现代车辆绝大部分搭载了纯电动或混合动力系统,而这些系统核心便是电池。电池充电、放电、储存过程中都会释放热量,如果电池过度放热,温度会升高,影响电池寿命,甚至严重还会引起安全隐患。因此,电池热管理系统(Battery Thermal Management System,MS)就应运而生。那么,电池热管理系统又是如何控制温度呢?文将从几个方面进行讲解。

1. 建立温度模型

建立电池温度模型是保证电池热管理系统正常工作基,该模型可以对电池加热和冷却行为进行。一般来说,电池温度变化受多个因素制约,电池体积、形状、质量、热导率、静态热容和动态热容都必须被纳入考虑。当电池温度升高时,MS会自动启动降温程序以保持电池温度稳定。

为了准确电池温度,MS还要考虑电池当前工作状态、充电状态以及外部温度等因素。通过这些因素综合分析,可以更好控制电池温度。

2. 实现电池冷却

在纯电动和混合动力汽车中,电池冷却技术被广泛使用。当电池温度超过一定限制时,MS会启动电池冷却系统。这个系统主要包括制冷剂(或热传导液)循环系统和散热器组成。制冷剂通过循环来带走电池余热,而散热器则将余热传递到空气中。MS还可以精细控制冷却系统节流阀门和风扇,使其可以根据电池温度大小进行调节。

近年来,随着技术不断更新升级,热泵技术也被广泛应用于MS。典型热泵系统具有双向供热和供冷能力,可以在室内和室外温度变化情况下使电池保持在适当温度区间内,而且节能效果也非常好。

3. 实现电池加热

在极端低温环境下,电池能量存储能力会受到严重影响,可能会导致电池过早失效。为了解决这个问题,MS还要实现对电池加热。加热主要方法有电加热和液体通电热加热两种方式。

电加热是用电流直接加热电池,如果电池寿命较长,则基上不考虑它。通电热加热则是通过液体通电方式进行加热,一般采用P-R型质点传热模型和交流输入PI调节器进行控制。

4. 系统监测与检测机制

MS最终目标是保证电池在适宜温度范围内运行,如果无法满足这个条件,系统就需要提供及时报警。因此,系统监测和检测机制比较关键,通常包括以下内容:

(1)温度传感器:安装在电池盒子内部,可以实时监控电池温度情况。

(2)电流传感器:检测电池充电和放电电流变化程度,以电池运行状态。

(3)压力传感器:监测液态冷却过程中液体压力变化。

(4)控制算法:包括PID控制器和模型控制等,利用这些测量数据进行控制。

5. 能源管理模式

对于MS来说,节能也是一项非常重要任务。因此,系统需要有一个有效能源管理模式,在不影响电池正常工作情况下实现节约能源。

采用有控温度传感器和能耗模型控制算法,结合SG潜伏种群算法实现节能策略。与此还可以采用模型控制技术,通过精确电池模型,有效减少了耗。


总来说,电池热管理系统在整个行业中受欢迎程度不言自明。在遏制电池发生严重冷却或火等意外事故方面,电池热管理系统都能够极大地保障行业内用户最大化安全。电池热管理系统出现,也意味着航空、车辆等领域将进入全新建设和发展阶段,设备精准度、安全度、经济和品牌效应都得到更大提升。“电池热管理系统”也将逐步成为建设安全、高效、节能和环保事业必要条件。

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