Важнасць акумулятараў як асноўнай крыніцы энергіі для транспартных сродкаў на новых крыніцах энергіі відавочная. У рэальных умовах эксплуатацыі транспартных сродкаў акумулятары будуць працаваць у складаных і разнастайных умовах. Каб палепшыць запас ходу, транспартным сродкам неабходна размясціць як мага больш акумулятарных элементаў у пэўнай прасторы, таму прастора для акумулятара ў транспартным сродку вельмі абмежаваная. Акумулятары выпрацоўваюць вялікую колькасць цяпла падчас працы транспартнага сродку і з часам назапашваюцца ў адносна невялікай прасторы. З-за шчыльнага размяшчэння акумулятараў унутры акумулятара адносна цяжка рассейваць цяпло ў сярэдняй зоне, што пагаршае тэмпературную няроўнасць паміж элементамі. У выніку гэта знізіць эфектыўнасць зарадкі і разрадкі акумулятара і паўплывае на яго магутнасць; у цяжкіх выпадках гэта таксама можа прывесці да цеплавога разгону, што паўплывае на бяспеку і тэрмін службы сістэмы.
Тэмпература акумулятараў аказвае значны ўплыў на іх прадукцыйнасць, тэрмін службы і бяспеку. Пры нізкіх тэмпературах унутраны супраціў літый-іённых акумулятараў можа павялічвацца, а ёмістасць — змяншацца. У крайніх выпадках гэта можа прывесці да замярзання электраліта і немагчымасці разрадкі акумулятара. Прадукцыйнасць акумулятарнай сістэмы пры нізкіх тэмпературах значна пагаршаецца, што прыводзіць да зніжэння выходнай магутнасці і скарачэння запасу ходу электрамабіляў. Пры зарадцы аўтамабіляў на новых крыніцах энергіі пры нізкіх тэмпературах сістэма кіравання акумулятарам (BMS) звычайна награвае акумулятар да адпаведнай тэмпературы перад зарадкай. Пры няправільным абыходжанні гэта можа прывесці да імгненнай перазарадкі напружання, што можа прывесці да ўнутранага кароткага замыкання, якое ў далейшым можа прывесці да дымлення, пажару і нават выбухаў. Праблемы бяспекі нізкатэмпературнай зарадкі ў акумулятарных сістэмах электрамабіляў значна абмежавалі прасоўванне электрамабіляў у халодных рэгіёнах.
Кіраванне тэмпературай батарэіз'яўляецца адной з важных функцый у BMS, галоўным чынам для забеспячэння таго, каб акумулятарная батарэя заўсёды магла працаваць у адпаведным дыяпазоне тэмператур, тым самым падтрымліваючы аптымальны працоўны стан акумулятарнай батарэі.кіраванне тэмпературай акумулятараўу асноўным уключае такія функцыі, як астуджэнне, нагрэў і балансаванне тэмпературы. Функцыі астуджэння і нагрэву ў асноўным рэгулююцца ў залежнасці ад магчымага ўздзеяння знешняй тэмпературы навакольнага асяроддзя на акумулятар. Баланс тэмпературы выкарыстоўваецца для памяншэння розніцы тэмператур унутры акумулятарнай батарэі і прадухілення хуткага разраду, выкліканага перагрэвам пэўнай часткі батарэі.
У цэлым, рэжымы астуджэння акумулятараў у асноўным падзяляюцца на тры катэгорыі: паветранае астуджэнне, вадкаснае астуджэнне і прамое астуджэнне. Рэжым паветранага астуджэння выкарыстоўвае натуральны вецер або астуджальнае паветра з салона для праходжання праз паверхню акумулятара для цеплаабмену і астуджэння. Вадкаснае астуджэнне звычайна выкарыстоўвае незалежныя трубаправоды астуджэння для нагрэву або астуджэння акумулятараў. У цяперашні час гэты метад з'яўляецца асноўным для астуджэння, які выкарыстоўваецца Tesla і Volt. Сістэма прамога астуджэння выключае астуджальны трубаправод акумулятара і непасрэдна выкарыстоўвае хладагент для астуджэння акумулятара.
1. Сістэма паветранага астуджэння:
Раннія акумулятары, з-за іх невялікай ёмістасці і шчыльнасці энергіі, часта астуджаліся паветраным астуджэннем. Паветранае астуджэнне падзяляецца на дзве катэгорыі: натуральнае паветранае астуджэнне і прымусовае паветранае астуджэнне (з дапамогай вентылятараў), пры якім для астуджэння акумулятара выкарыстоўваецца натуральнае паветра або халоднае паветра з кабіны.
Тыповымі прадстаўнікамі сістэм паветранага астуджэння з'яўляюцца Nissan Leaf, Kia Soul EV і г.д. У цяперашні час 48-вольтныя акумулятары мікрагібрыдных аўтамабіляў 48 В звычайна размяшчаюцца ў салоне і астуджаюцца паветраным астуджэннем. Схема шляху паветранага астуджэння пэўнай акумулятара паказана на малюнку 2. Структура сістэмы паветранага астуджэння адносна простая, тэхналогія адносна развітая, а кошт адносна нізкі. Аднак з-за абмежаванай колькасці цяпла, якое перадаецца паветрам, эфектыўнасць яе цеплаперадачы нізкая, а ўнутраная раўнамернасць тэмпературы акумулятара дрэнная, што ўскладняе дакладны кантроль тэмпературы акумулятара. Такім чынам, сістэмы паветранага астуджэння звычайна падыходзяць для сітуацый з невялікім запасам ходу і малой вагой аўтамабіля.
2. Сістэма вадкаснага астуджэння
Рэжым вадкаснага астуджэння азначае выкарыстанне астуджальнай вадкасці ў акумулятары для абмену цяплом, і яго схематычная дыяграма паказана на малюнку 3. Астуджальная вадкасць падзяляецца на два тыпы: непасрэдны кантакт з элементамі акумулятара (сіліконавы алей, касторовое алей і г.д.) і кантакт з элементамі акумулятара праз вадзяныя каналы (вада і этыленгліколь і г.д.). У цяперашні час звычайна выкарыстоўваюцца змешаныя растворы вады і этыленгліколю. Сістэмы вадкаснага астуджэння звычайна дадаюць чылер, звязаны з халадзільным цыклам, які адводзіць цяпло ад акумулятара праз холадагент. Яго асноўнымі кампанентамі з'яўляюцца кампрэсар, чылер і...вадзяны помпаКампрэсар, як крыніца энергіі для халадзільнай сістэмы, вызначае цеплаперадачу ўсёй сістэмы. Чылер гуляе ролю ў абмене холадагенту і цепланосбіта, і колькасць цеплаабмену непасрэдна вызначае тэмпературу цепланосбіта. Вадзяны помпа вызначае хуткасць патоку цепланосбіта ў трубаправодзе, і чым хутчэй хуткасць патоку, тым лепшая прадукцыйнасць цеплаперадачы, і наадварот.
3. Сістэма прамога астуджэння:
Сістэма прамога астуджэння выкарыстоўвае хладагент сістэмы кандыцыянавання паветра для непасрэднага астуджэння акумулятара, як паказана на малюнку 11. Выпарнік сістэмы кандыцыянавання паветра ўсталяваны непасрэдна ў акумулятарную сістэму, і хладагент выпараецца ў выпарніку, каб непасрэдна адводзіць цяпло, якое выпрацоўваецца акумулятарнай сістэмай, тым самым дасягаючы больш хуткага і эфектыўнага працэсу астуджэння. У цяперашні час існуе адносна няшмат мадэляў, якія выкарыстоўваюць прамое астуджэнне, найбольш тыповымі з якіх з'яўляюцца BMW i3. З-за адсутнасці прамежкавага цеплаабмену паміж вадкасцямі халадзільная сістэма мае кампактную структуру, больш высокую эфектыўнасць астуджэння (у 3-4 разы вышэй, чым у вадкаснага астуджэння) і адносна ніжэйшы кошт. Але праблема заключаецца ў тым, што з-за газава-вадкаснага пераўтварэння хладагенту ў трубаправодзе кіраванне ўсёй сістэмай адносна складанае, а аднастайнасць тэмпературы дрэнная. Акрамя таго, да сістэмы прад'яўляюцца высокія патрабаванні да высокай устойлівасці да ціску і герметычнасці, што стварае значную рызыку для яе прымянення ва ўсім транспартным сродку.
Час публікацыі: 27 сакавіка 2026 г.
