Termisk styring af batterisystemet
Termisk batteristyringomfatter hovedsageligt køling, opvarmning og temperaturudligning. Køle- og opvarmningsfunktioner justerer primært efter den potentielle påvirkning af den eksterne omgivende temperatur på batteriet. Temperaturudligning reducerer temperaturforskelle i batteripakken, hvilket forhindrer hurtig batterinedbrydning forårsaget af overophedning i visse områder.
Generelt er batterikølingsmetoder hovedsageligt opdelt i tre kategorier: luftkøling, væskekøling og direkte køling. Luftkøling udnytter naturlig luft eller køleluft fra kabinen til at opnå varmeudveksling og køling over batterioverfladen. Væskekøling bruger typisk uafhængige kølevæskerør til at opvarme eller afkøle strømbatteriet; dette er i øjeblikket den almindelige kølemetode, der bruges i Tesla- og Volt-batterier. Direkte kølesystemer eliminerer behovet for separate kølerør til strømbatteriet, der direkte bruger kølemiddel til at køle det.
1. Luftkølesystem
Tidlige strømbatterier brugte ofte luftkøling på grund af deres mindre kapacitet og energitæthed. Luftkøling er opdelt i to hovedkategorier: naturlig luftkøling og tvungen luftkøling (ved hjælp af en ventilator), der udnytter naturlig luft eller kølig luft fra kabinen til at køle batteriet.
I øjeblikket er 48V-batterierne i 48V mildhybridbiler generelt placeret i kabinen og luftkølet. Luft-kølesystemer er relativt enkle i struktur, teknologisk modne og lave omkostninger. På grund af luftens begrænsede varmeafledningskapacitet er deres varmeudvekslingseffektivitet imidlertid lav, hvilket resulterer i dårlig indre temperaturens ensartethed og vanskeligheder med præcist at kontrollere batteritemperaturen. Derfor er luft-kølesystemer generelt velegnede til applikationer med korte køreafstande og lette køretøjer.
2. Flydende kølesystemer
Væskekøling involverer at bruge et kølemiddel til at udveksle varme med batteriet. Kølemidler er opdelt i to typer: dem, der kan komme i direkte kontakt med battericellerne (silikoneolie, ricinusolie osv.) og dem, der kommer i kontakt med cellerne gennem vandkanaler (vand og ethylenglycol osv.); i øjeblikket er en blanding af vand og ethylenglycol mere almindeligt anvendt. Væskekølesystemer omfatter typisk en køler koblet til kølecyklussen, der bruger kølemidlet til at fjerne varme fra batteriet. Kernekomponenterne er kompressoren, køleren og vandpumpen. Kompressoren, som strømkilde til køling, bestemmer varmevekslingskapaciteten for hele systemet. Køleren letter udvekslingen af varme mellem kølemiddel og kølevæske, og mængden af varmeveksling bestemmer direkte kølevæsketemperaturen. Vandpumpen bestemmer flowhastigheden af kølevæsken i rørene; en hurtigere strømningshastighed resulterer i bedre varmevekslingsydelse og omvendt.
Væskekølesystemer giver større fleksibilitet. Kølekanaler kan installeres mellem batterimoduler (i øjeblikket den almindelige tilgang), køleplader kan bruges i bunden af batteriet, eller cellerne eller modulerne kan nedsænkes i kølevæske. Fordelene ved væskekølesystemer omfatter høje varmeoverførselskoefficienter, hurtige strømningshastigheder, god temperaturensartethed og præcis temperaturstyring. Ulemper omfatter systemkompleksitet, høje tætningskrav, kølesystemet tegner sig for en betydelig del af batteripakkens vægt og relativt høje omkostninger.
