バッテリー熱管理システム–定義と影響

バッテリーは過去数年で進化し、はるかに効率的なエネルギー貯蔵システムに成長しています。最小のサイズは、大きくて従来のバッテリーパックでは困難であると感じていた大量のエネルギー密度を提供することができます。ただし、この改善には複雑さが伴います。バッテリーモデルは洗練され、これにより、これらのセル内の電力を調整するのに役立つさまざまなバッテリー管理システムが必要になりました。したがって、それらをより安全にします。

これらのBMSの1つは、代わりにセルの熱特性を処理する熱電池管理システムです。これらのシステムは、セルが推奨および設計された条件の外で動作するのを防ぐことにより、バッテリーとそのユーザーの両方の安全対策として機能します。このガイドでは、バッテリーの熱管理システムの利点と、それらがセルの改善に与える影響について説明します。

バッテリーの熱管理システムとは何ですか？

バッテリーの熱管理は、充電式バッテリーが必要な条件内で動作することを保証することにより、バッテリーの熱条件を管理する電子デバイスです。それらは受動的または能動的のいずれかであり、使用される冷却媒体は、液体、空気、または何らかの形の相変化のいずれかである可能性があります。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

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リチウムイオン電池はどのように冷却されますか？

リチウムイオンバッテリーパックには、バッテリーパックに最適な方法に応じて、さまざまな冷却方法があります。したがって、バッテリーパックに適切な冷却方法を選択すると、温度を約15°C〜35°Cの最適な範囲に保つことができます。これは、これらのバッテリーの安全性を維持し、寿命を延ばすために重要です。最適な冷却方法を知るには、コスト、重量、複雑さ、温度の均一性などの要因の間でトレードオフを行う必要があります。

リチウムイオン電池の冷却には4種類あり、次のような方法があります。

「」 空冷

「」 直接液冷

「」 フィン冷却

「」 間接水冷

大容量でEV専用に設計されたリチウムイオン電池モジュールを使用し、正確な評価結果を正確に提供しました。

1.1。 空冷

空冷リチウムイオン電池には、自然空冷と強制空冷の2種類があります。空気は熱伝達の媒体でもあるため、バッテリーモジュールを通過して、加熱と冷却を同時に促進します。しかし、リチウムイオン電池の自然空冷方式は効果がなく、十分ではないと考えられています。

強制空冷となると、バッテリーからの熱は、回転するファンによって生成される風を使用して、排気ファンを通して除去されます。この方法を使用する場合は、ヒートシンクとバッテリー間の距離を大きくすることを常にお勧めします。

自然空冷下では、熱の放射が全放散熱の約43〜63％を占めます。最高温度を下げるために、熱伝達を高めることができますが、そうする範囲は無限に広がるわけではありません。空冷にはいくつかの利点があり、次のような利点があります。

「」 シンプルな構造

「」 比較的小さい重量

「」 より低いコストで

「」 効果的な換気

「」 有害ガスの漏れなし

ただし、壁面とバッテリーの間に見られる熱交換係数は比較的低く、冷却速度と加熱速度も低くなっています。

2.2。 水冷

空冷は、一般的な条件で使用される場合、リチウムイオン電池を冷却するために必要な要件を満たすことができます。ただし、はるかに高度な条件では、水冷はバッテリーパックのさまざまな熱要件を満たすことしかできません。これには、バッテリーモジュールを誘電性の熱伝達液体に浸すことが含まれます。水冷にはいくつかの利点もあり、次のような利点があります。

「」 バッテリーパックの壁面間の高い熱伝達係数

「」 空冷に比べて冷暖房速度が速い

「」 はるかに小さいボリューム

ただし、セル内にガスが漏れる可能性があり、空冷に比べて重量が比較的大きく、メンテナンスが複雑になります。ハイブリッド車には空冷で十分ですが、純粋な電気自動車には水冷が適しています。ただし、メーカーは、バッテリーのシールが十分でないため、水冷の選択に消極的である傾向があります。

空冷は、さまざまな流路下でのリチウムイオン電池の温度一貫性にはるかに大きな影響を及ぼします。ただし、平行流路の熱放散効果は、直列流路の熱放散効果よりも優れている傾向があります。

強制空冷は、冷却能力がそれほど高くないため、小電力で適切な条件下でのみ快適に使用できます。液体冷却効果は、かなりの電力と複雑な条件下での使用に適しています。将来のバッテリーの熱管理では、これらのセルのシステムはより複雑になる傾向があるため、水冷が最も好ましいオプションのようです。

バッテリーの熱管理システムはリチウムバッテリーにどのように影響しますか？

通常、バッテリーの劣化率は温度の上昇とともに指数関数的に増加します。バッテリーの容量は動作温度の上昇とともに増加する傾向がありますが、容量が低下する速度も増加します。ただし、バッテリーの性能が低い場合は、動作温度が低いことが示されます。これはすべて、バッテリーシステム内の不均一な温度上昇がセルの寿命を縮める傾向があるという事実に翻訳することができます。

効果的な温度管理システムは、主にバッテリーの寿命を延ばすのに貢献する傾向があります。バッテリーの容量、充電および放電率が増加するにつれて、セキュリティの問題にさらに注意を払う必要があり、したがって、バッテリーの熱管理システムが必要になります。これらの熱管理システムは、より高速な充電、より高い電力、および改善されたバッテリー性能に対する条件と需要を満たすように設計されています。

取り除く

バッテリーの熱管理システムは、充電または放電中にセルに影響を与える一般的な温度の問題に対処するために、すべてのバッテリーに含める必要がある理想的なシステムです。セルの不適切な温度調節が原因で多くのインシデントが発生する可能性があり、この熱管理システムは私たちのすべてのニーズに対する解決策になる可能性があります。