Apa yang dimaksud dengan sistem manajemen termal baterai?

Sebagai salah satu komponen inti sistem powertrain kendaraan komersial listrik, fungsi utama paket baterai traksi adalah menyediakan energi untuk penggerak truk listrik.

Suhu merupakan faktor penting yang mempengaruhi kinerja pengisian dan pengosongan normal serta jangkauan paket baterai traksi. Temperatur yang sangat dingin dapat mengurangi jangkauan kendaraan secara signifikan, sementara panas yang berlebihan dapat mempengaruhi pendinginan baterai dan bahkan menyebabkan pelepasan panas atau pembakaran.

Untuk menjaga baterai tetap berkinerja baik dalam berbagai suhu lingkungan, banyak produsen mobil melengkapinya dengan sistem manajemen termal. Jadi apa yang dilakukan sistem manajemen termal? Apa saja sistem manajemen termal utama pada truk?

Tidak diragukan lagi, suhu baterai selama penggunaan dan suhu lingkungan sangat penting untuk truk listrik murni, dan beberapa lingkungan yang keras, seperti panas atau dingin yang ekstrim, dapat menyebabkan kerusakan pada baterai, yang pada gilirannya mengurangi kinerja dan layanan. masa pakai baterai.

Meskipun sebagian besar truk listrik murni telah menghilangkan desain kisi-kisi terbuka besar tradisional yang ditemukan pada kendaraan bertenaga bahan bakar konvensional dan menggantinya dengan desain tertutup, truk listrik masih menghasilkan panas dari sistem powertrainnya selama pengoperasian. Oleh karena itu, masih memerlukan tingkat pendinginan tertentu.

Jika baterai menjadi terlalu panas saat digunakan, hal ini dapat berdampak negatif pada kinerja keselamatan baterai dan masa pakai baterai secara keseluruhan. Selain itu, ketika mengoperasikan truk listrik di daerah dingin selama musim dingin, kinerja dan efisiensi baterai dapat menurun. Konsekuensi paling langsungnya adalah berkurangnya jangkauan kendaraan secara signifikan, dan pada suhu yang sangat rendah, truk listrik mungkin mengalami pengisian daya yang lambat atau bahkan sulit.

Motor listrik tentunya juga membutuhkan sistem pendingin untuk membuang panasnya. Saat ini banyak truk listrik murni yang dilengkapi motor sinkron magnet permanen, yang masih memerlukan sistem pendingin untuk pembuangan panas pada beban berat, seperti mendaki lereng. Jika motor beroperasi pada suhu tinggi dalam jangka waktu lama, hal ini dapat menyebabkan demagnetisasi magnet permanen motor, sehingga menyebabkan kerusakan permanen.

Penerapan sistem manajemen termal baterai adalah salah satu teknologi utama untuk memastikan pengoperasian normal baterai traksi pada suhu dan kondisi berbeda di kendaraan listrik. Hal ini memungkinkan pemaksimalan pemanfaatan energi baterai untuk membantu dalam berkendara. Tujuan utama sistem ini adalah untuk menjaga suhu baterai dalam kisaran yang sesuai, sehingga memungkinkan baterai mencapai kinerja optimal.

Misalnya, sistem manajemen termal dapat menyesuaikan suhu internal baterai berdasarkan suhu lingkungan yang berbeda, sehingga mengurangi dampak suhu eksternal terhadap kinerja baterai. Selain itu, sistem manajemen termal dapat mencegah pembentukan titik panas lokal dan meminimalkan variasi suhu di dalam baterai, sehingga mengurangi dampak buruk yang disebabkan oleh panas berlebih lokal.

Di pasar kendaraan komersial saat ini, solusi manajemen termal baterai yang umum dapat dikategorikan menjadi dua jenis: pendingin udara dan pendingin cair. Pendinginan udara sebagian besar digunakan pada van listrik kecil dan truk ringan, sedangkan pendingin cair lebih umum digunakan pada truk listrik tugas berat dan traktor-trailer listrik yang memerlukan keluaran daya lebih tinggi.

Pendinginan udara, memanfaatkan aliran udara alami untuk menghilangkan panas dari baterai. Ada juga versi pendingin udara yang ditingkatkan, di mana bahan penghantar panas ditambahkan ke elektroda di kedua ujung sel baterai. Hal ini memungkinkan panas dipindahkan melalui bahan konduktif ke casing logam untuk pembuangan panas yang lebih efisien. Sistem pendingin udara yang ditingkatkan ini menawarkan peningkatan efisiensi pembuangan panas secara keseluruhan.

Keuntungan pendingin udara terutama terletak pada strukturnya yang sederhana, biaya rendah, dan tidak adanya potensi kebocoran cairan, sehingga meningkatkan keandalan secara keseluruhan. Secara keseluruhan, untuk van listrik kecil dan truk ringan listrik yang mengutamakan keunggulan harga, manajemen termal pendingin udara jelas merupakan pilihan yang lebih tepat.

Meskipun teknologi pendingin udara, yang mengandalkan udara sebagai medianya, menawarkan beberapa keunggulan biaya, teknologi ini juga memiliki kelemahan yang nyata. Efisiensi pendinginannya relatif rendah, dan efek pendinginan keseluruhannya moderat karena hanya mengandalkan aliran udara eksternal untuk pembuangan panas. Efektivitas pendinginan terbatas, terutama pada pelepasan daya tinggi. Selain itu, pendinginan udara secara langsung dipengaruhi oleh suhu eksternal, terutama dalam kondisi cuaca yang sangat panas atau dingin, yang dapat mempengaruhi pembuangan panas dan efisiensi transfer baterai sampai batas tertentu.

Dibandingkan dengan truk listrik dengan pendingin udara untuk manajemen termal baterai, pendingin cair menawarkan pembuangan panas dan isolasi yang lebih efektif. Prinsip pendinginan cair melibatkan sirkulasi cairan pendingin di dalam sirkuit cairan pendingin di dalam baterai untuk menghilangkan panas yang dihasilkan selama pengoperasian baterai, sehingga menghasilkan pembuangan panas yang efisien untuk baterai.

Secara sederhana, pendinginan cair melibatkan pengaturan beberapa saluran pipa di dalam paket baterai. Ketika pendinginan diperlukan, cairan pendingin dipompa ke dalam pipa-pipa ini, dan panas yang dihasilkan oleh baterai dibawa melalui sistem sirkulasi air, sehingga mencapai efek pendinginan.

Selain pembuangan panas yang lebih efisien untuk paket baterai, beberapa sistem manajemen termal pendingin cair juga dilengkapi kemampuan pemanasan baterai. Hal ini memungkinkan baterai dengan cepat mencapai suhu pengoperasian optimal bahkan di lingkungan dingin. Jelasnya, pendinginan cair menawarkan efisiensi pembuangan panas yang lebih tinggi dan lebih kuat dibandingkan dengan pendinginan udara. Bahkan di bawah beban berat atau keluaran daya tinggi, ketika beban daya baterai berlebihan, sistem sirkulasi air pendingin cair dapat segera mendinginkan baterai. Selain itu, pendinginan cair memberikan pembuangan panas yang lebih seragam, mengurangi perbedaan suhu antar sel baterai, dan secara efektif meningkatkan stabilitas dan masa pakai baterai.

Solusi manajemen termal pendingin cair dapat mengontrol suhu baterai secara lebih efisien dalam kisaran yang wajar, sehingga semakin meningkatkan efisiensi kerja, stabilitas, dan daya tahan baterai. Namun dari segi biaya pembelian, truk listrik berpendingin cairan terasa lebih mahal dibandingkan truk berpendingin udara. Desain keseluruhannya juga lebih kompleks. Jika lingkungan pengoperasian Anda memiliki suhu yang sesuai dan Anda memiliki kebiasaan mengemudi yang baik, penggunaan pendingin udara sudah cukup.

Banyak pabrikan kini melengkapi paket baterai van listrik kecil dan truk ringan listrik dengan fungsi pemanas. Prinsip di balik hal ini adalah memberikan pemanasan tambahan pada baterai menggunakan elemen pemanas listrik, memastikan baterai memanas dan mencegahnya beroperasi pada suhu yang terlalu rendah. Ini membantu meningkatkan efisiensi baterai. Fungsi pemanas baterai memungkinkan baterai beroperasi lebih efisien, sehingga meningkatkan jangkauan berkendara dan mengurangi terjadinya penurunan kinerja berlebihan pada baterai.

Jalur pendingin cair disediakan tetapi tidak disalurkan▲

Untuk truk energi baru, sistem manajemen termal baterai yang efisien sangatlah penting dan berdampak besar pada pengalaman berkendara.