Види систем терморегуляції тягової батареї електромобіля та їх аналіз

Abstract

Збільшення виробництва електромобілів (ЕМ) значною мірою залежить від надійності та безпеки основних вузлів та агрегатів. Одною з найдорожчих та небезпечних частин електромобіля є силова (тягова) електрична батарея. Найбільшого поширення набули літій-іонні батареї (Li-ion). Важливою характеристикою, що впливає на їхню безпеку, є продуктивність та термін служби. Ці показники батареї залежать від середньої робочої температури, яка повинна знаходитися в оптимальному діапазоні для запобігання ряду негативних явищ. Саме тому робота систем терморегулювання (СТР) акумуляторних блоків ЕМ є важливою для забезпечення коректного функціонування в будь-яких умовах навколишнього середовища та експлуатації. Літій-іонні (Li-ion) батареї стали домінуючою технологією для автомобільної промисловості завдяки деяким унікальним особливостям, таких як висока потужність, ємність, здатність зберігання та велика кількість можливих перезарядок. Однак, в умовах глибокого розряду генерується велика кількість теплової енергії внаслідок окисно-відновних реакцій, і температура батареї надмірно та неконтрольовано зростає з можливим подальшим самозапаленням. Отже, необхідно розробити таку систему охолодження батареї, щоб запобігти пошкодженню елементів через високу робочу температуру. Виникають і інші проблеми, коли Li-ion батареї досягають температури, нижчої за оптимальні значення, наприклад, нездатність віддавати енергію або швидка деградація та зменшення ємності. Саме тому потрібна ефективна система, здатна розігріти пристрій для досягнення оптимального температурного діапазону, тобто система терморегулювання (СТР).