O que é um sistema de gerenciamento térmico de bateria?

Como um dos três principais sistemas elétricos de veículos comerciais elétricos puros, a bateria de força é principalmente eficaz no fornecimento de energia para a condução de caminhões elétricos.

Para baterias de energia, a temperatura é um dos principais fatores que afetam o desempenho normal de carga e descarga e o alcance da bateria.

Temperaturas excessivamente frias no inverno podem levar a uma redução significativa da autonomia do veículo, enquanto temperaturas excessivamente quentes no verão podem afetar a dissipação do calor da bateria ou até mesmo a combustão espontânea.

Para manter um bom desempenho da bateria em todas as temperaturas ambientes, muitos fabricantes de veículos a equipam com um sistema de gerenciamento térmico. Então, o que exatamente faz um sistema de gerenciamento térmico? E quais são os principais sistemas de gerenciamento térmico em caminhões?

O que é um sistema de gerenciamento térmico de bateria?

Não há dúvida de que a temperatura na qual a bateria é usada e a temperatura ambiente são extremamente importantes para caminhões puramente elétricos. Em condições parcialmente adversas, como calor ou frio extremos, existe o risco de danos à bateria, o que pode reduzir seu desempenho e vida útil.

Embora o estilo externo da maioria dos caminhões elétricos puros tenha removido a tradicional grande grade aberta em veículos movidos a combustível em favor de um design mais técnico e fechado, os três sistemas elétricos ainda geram calor quando o caminhão elétrico puro está em operação e também requerem algum resfriamento .

Por exemplo, se a bateria superaquecer durante o uso, isso terá um certo impacto na segurança e na vida útil da própria bateria. Além disso, no inverno, o desempenho e a eficiência da bateria dos caminhões elétricos puros serão menores se o veículo for usado em áreas frias, o impacto mais direto é que o alcance é bastante reduzido e, em temperaturas muito baixas, os caminhões elétricos geralmente também parecem ser muito lentos ou mesmo difíceis de carregar.

Claro, o motor também precisa de refrigerante para dissipar o calor. Atualmente, os caminhões elétricos puros são equipados principalmente com motores síncronos de ímã permanente, que ainda precisam de refrigerante para dissipar o calor sob carga pesada e condições de subida. Se o motor ficar muito quente por muito tempo, os ímãs permanentes podem ser desmagnetizados e podem ocorrer danos irreversíveis.

A aplicação do sistema de gerenciamento térmico da bateria é uma das principais tecnologias para garantir que a bateria seja usada adequadamente em diferentes temperaturas e condições para maximizar o uso da energia da bateria para auxiliar na direção. Seu principal objetivo é manter a temperatura da bateria dentro da faixa correta, permitindo assim que a bateria opere de maneira ideal.

Por exemplo, o sistema de gerenciamento térmico pode ajustar a temperatura da própria bateria para diferentes temperaturas ambientes para reduzir o impacto das temperaturas externas no desempenho da bateria. Além disso, o sistema de gerenciamento térmico pode inibir a formação de zonas quentes localizadas e reduzir as diferenças de temperatura dentro da bateria, evitando assim os efeitos do superaquecimento localizado da bateria.

Atualmente, as principais soluções de gerenciamento térmico de baterias no mercado de veículos comerciais são divididas principalmente em duas categorias: refrigeradas a ar e refrigeradas a líquido.

A maioria dos pequenos caminhões elétricos puros, micro caminhões e caminhões leves são principalmente refrigerados a ar, enquanto os refrigerados a líquido são mais usados ​​em caminhões pesados ​​elétricos puros e reboques de trator, onde a potência de carga e descarga é maior.

Por resfriamento a ar, na verdade, queremos dizer resfriamento natural, cujo princípio é usar o vento natural para resfriar a bateria.

É relatado que há também uma solução de resfriamento de ar atualizada, onde um material que pode conduzir calor é adicionado às extremidades do eletrodo da célula da bateria, permitindo que o calor seja transferido através do material condutor de calor para o invólucro de metal para dissipar o calor , e sua eficiência geral de resfriamento será ainda melhor.

A principal vantagem do resfriamento a ar é que ele é simples e de baixo custo, e não há possibilidade de vazamento de líquido, tornando-o mais confiável em geral.

Se a temperatura local for adequada para todas as estações e não houver calor ou frio extremos, o resfriamento a ar também é suficiente e adequado para operação de caminhão elétrico puro.

No geral, o gerenciamento térmico refrigerado a ar é claramente uma opção mais adequada para micro caminhões puramente elétricos e caminhões leves elétricos, que são principalmente econômicos.

Embora tenha algumas vantagens em termos de preço, esta tecnologia refrigerada a ar com ar como meio tem desvantagens óbvias. Afinal, ele só pode contar com ar de sopro externo para resfriamento, o que é ineficiente e ineficaz e tem efeito de resfriamento limitado ao descarregar em alta potência.

Além disso, o resfriamento do ar também é diretamente afetado pela temperatura externa, especialmente em condições de clima extremamente quente ou frio, e a dissipação de calor e a eficiência da transferência de calor da bateria serão afetadas até certo ponto.

Em comparação com caminhões elétricos com gerenciamento térmico de bateria refrigerada a ar, o resfriamento líquido é muito mais relaxado em termos de dissipação de calor e isolamento. O princípio é que o refrigerante nas linhas de refrigerante dentro da bateria remove o calor gerado pela bateria durante a operação, resfriando a bateria.

Em termos simples, o resfriamento líquido significa que vários tubos são dispostos na bateria e, quando o resfriamento é necessário, o refrigerante é derramado nos tubos para remover o calor gerado pela bateria através da circulação de água para obter o efeito de resfriamento.

Além de resfriar a bateria com mais eficiência, alguns dos sistemas de gerenciamento térmico refrigerados a líquido também aquecem a bateria, permitindo que a bateria entre rapidamente em condições ideais de operação, mesmo em baixas temperaturas.

Claramente, o resfriamento líquido tem uma dissipação de calor mais alta e eficiente do que o resfriamento a ar, mesmo em face de cargas pesadas ou alta potência, quando a carga da bateria é muito alta, o sistema de dissipação de calor de circulação de água de resfriamento líquido pode resfriar a bateria com o tempo, e a dissipação de calor também é mais uniforme e a diferença de temperatura entre as células da bateria é menor, o que pode efetivamente melhorar a estabilidade e a vida útil da bateria.

As soluções de gerenciamento térmico com refrigeração líquida são mais eficientes em manter a temperatura da bateria dentro de uma faixa razoável, permitindo que a bateria seja aprimorada em termos de eficiência, estabilidade e durabilidade.

No entanto, os caminhões elétricos refrigerados a líquido são significativamente mais caros do que os refrigerados a ar, e o design geral é mais complexo. Se você estiver usando seu veículo em um ambiente de temperatura adequada e tiver bons hábitos de direção, o resfriamento a ar é perfeitamente adequado.

Obviamente, se o ambiente for relativamente severo, a diferença de temperatura entre as estações for grande e muitas vezes houver cargas pesadas, então o resfriamento líquido é obviamente mais adequado.

Quer se trate de um micro-caminhão elétrico puro ou de um caminhão leve elétrico puro, muitos fabricantes equiparam a bateria com uma função de aquecimento. O princípio é aquecer a bateria por meio de um fio de aquecimento elétrico para evitar que a bateria funcione a uma temperatura muito baixa, melhorando assim a eficiência da bateria.

Especialmente no norte, onde a temperatura ambiente é relativamente baixa, a função de aquecimento da bateria permite que a bateria funcione de forma mais eficiente, aumentando assim o alcance e reduzindo a degradação excessiva da bateria.

Para novos caminhões de energia, um sistema eficiente de gerenciamento térmico da bateria é extremamente importante e tem um grande impacto na experiência de direção.

Embora as soluções de gerenciamento térmico refrigeradas a ar representem atualmente uma proporção maior de microcaminhões elétricos puros e caminhões leves elétricos puros, os caminhões elétricos refrigerados a líquido são claramente mais vantajosos do ponto de vista do efeito de uso e da tecnologia.

Acredita-se que, à medida que a tecnologia continua a melhorar, atualizar e reduzir custos, mais e mais produtos adotarão sistemas de gerenciamento térmico de bateria refrigerada a líquido.