Pentingnya baterai sebagai sumber daya utama untuk kendaraan energi baru sudah jelas. Dalam penggunaan kendaraan sebenarnya, baterai akan menghadapi kondisi operasi yang kompleks dan beragam. Untuk meningkatkan jarak tempuh, kendaraan perlu menempatkan sebanyak mungkin sel baterai dalam ruang tertentu, sehingga ruang paket baterai pada kendaraan sangat terbatas. Baterai menghasilkan panas dalam jumlah besar selama pengoperasian kendaraan dan menumpuk seiring waktu di ruang yang relatif kecil. Karena penumpukan sel baterai yang rapat di dalam paket baterai, hal ini juga membuat pembuangan panas di area tengah menjadi relatif sulit, memperburuk ketidakstabilan suhu antar sel. Akibatnya, hal ini akan mengurangi efisiensi pengisian dan pengosongan baterai dan memengaruhi dayanya; dalam kasus yang parah, hal ini juga dapat menyebabkan pelarian termal, yang memengaruhi keamanan dan umur sistem.
Suhu baterai daya memiliki dampak signifikan pada kinerja, masa pakai, dan keamanannya. Pada suhu rendah, baterai lithium-ion dapat mengalami peningkatan resistansi internal dan penurunan kapasitas. Dalam kasus ekstrem, hal ini dapat menyebabkan pembekuan elektrolit dan ketidakmampuan baterai untuk melepaskan daya. Kinerja sistem baterai pada suhu rendah sangat terpengaruh, mengakibatkan penurunan kinerja keluaran daya dan pengurangan jarak tempuh kendaraan listrik. Saat mengisi daya kendaraan energi baru dalam kondisi suhu rendah, BMS umumnya memanaskan baterai hingga suhu yang sesuai sebelum pengisian daya. Jika tidak ditangani dengan benar, hal ini dapat menyebabkan pengisian daya berlebih secara instan, mengakibatkan korsleting internal, yang selanjutnya dapat menyebabkan asap, kebakaran, dan bahkan ledakan. Masalah keamanan pengisian daya suhu rendah pada sistem baterai kendaraan listrik telah sangat membatasi promosi kendaraan listrik di daerah dingin.
Manajemen termal bateraiSalah satu fungsi penting dalam BMS adalah untuk memastikan bahwa paket baterai selalu dapat beroperasi dalam kisaran suhu yang sesuai, sehingga mempertahankan kondisi kerja optimal dari paket baterai.manajemen termal bateraiFungsi utamanya meliputi pendinginan, pemanasan, dan penyeimbangan suhu. Fungsi pendinginan dan pemanasan terutama disesuaikan berdasarkan kemungkinan dampak suhu lingkungan eksternal terhadap baterai. Penyeimbangan suhu digunakan untuk mengurangi perbedaan suhu di dalam paket baterai dan mencegah kerusakan cepat yang disebabkan oleh panas berlebih pada bagian tertentu dari baterai.
Secara umum, mode pendinginan baterai daya terutama dibagi menjadi tiga kategori: pendinginan udara, pendinginan cair, dan pendinginan langsung. Mode pendinginan udara memanfaatkan angin alami atau udara pendingin dari kompartemen penumpang untuk melewati permukaan baterai guna pertukaran panas dan pendinginan. Pendinginan cair umumnya menggunakan saluran pendingin independen untuk memanaskan atau mendinginkan baterai daya. Saat ini, metode ini merupakan metode utama untuk pendinginan, seperti yang digunakan oleh Tesla dan Volt. Sistem pendinginan langsung menghilangkan saluran pendingin baterai daya dan langsung menggunakan refrigeran untuk mendinginkan baterai daya.
1. Sistem pendingin udara:
Baterai daya generasi awal, karena kapasitas dan kepadatan energinya yang kecil, sering didinginkan dengan pendinginan udara. Pendinginan udara dibagi menjadi dua kategori: pendinginan udara alami dan pendinginan udara paksa (menggunakan kipas), yang menggunakan udara alami atau udara dingin dari kabin untuk mendinginkan baterai.
Contoh tipikal sistem pendingin udara meliputi Nissan Leaf, Kia Soul EV, dll. Saat ini, baterai 48V pada kendaraan mikro hibrida 48V umumnya ditempatkan di kompartemen penumpang dan didinginkan dengan pendingin udara. Diagram jalur pendinginan udara dari baterai daya tertentu ditunjukkan pada Gambar 2. Struktur sistem pendingin udara relatif sederhana, teknologinya relatif matang, dan biayanya relatif rendah. Namun, karena panas yang dibawa oleh udara terbatas, efisiensi perpindahan panasnya rendah, dan keseragaman suhu internal baterai buruk, sehingga sulit untuk mencapai kontrol suhu baterai yang tepat. Oleh karena itu, sistem pendingin udara umumnya cocok untuk situasi dengan jarak tempuh pendek dan bobot kendaraan yang ringan.
2. Sistem pendingin cairan
Mode pendinginan cair mengacu pada baterai yang menggunakan cairan pendingin untuk pertukaran panas, dan diagram skematiknya ditunjukkan pada Gambar 3. Cairan pendingin dibagi menjadi dua jenis: kontak langsung dengan sel baterai (minyak silikon, minyak jarak, dll.) dan kontak dengan sel baterai melalui saluran air (air dan etilen glikol, dll.); Saat ini, larutan campuran air dan etilen glikol umumnya digunakan. Sistem pendinginan cair umumnya menambahkan pendingin (chiller) yang digabungkan dengan siklus pendinginan, yang menghilangkan panas dari baterai melalui refrigeran; Komponen intinya adalah kompresor, pendingin (chiller), danpompa airKompresor, sebagai sumber daya untuk pendinginan, menentukan kapasitas perpindahan panas dari seluruh sistem. Chiller berperan dalam pertukaran refrigeran dan pendingin, dan jumlah pertukaran panas secara langsung menentukan suhu pendingin. Pompa air menentukan laju aliran pendingin dalam pipa, dan semakin cepat laju alirannya, semakin baik kinerja perpindahan panasnya, dan sebaliknya.
3. Sistem pendinginan langsung:
Sistem pendinginan langsung menggunakan refrigeran dari sistem pendingin udara untuk mendinginkan baterai daya secara langsung, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11. Evaporator dari sistem pendingin udara dipasang langsung di sistem baterai, dan refrigeran menguap di evaporator untuk langsung menghilangkan panas yang dihasilkan oleh sistem baterai, sehingga mencapai proses pendinginan yang lebih cepat dan efektif. Saat ini, relatif sedikit model yang menggunakan pendinginan langsung, yang paling umum adalah BMW i3. Karena tidak adanya pertukaran panas perantara antar cairan, sistem pendinginan memiliki struktur yang kompak, efisiensi pendinginan yang lebih tinggi (3-4 kali lebih tinggi daripada pendinginan cairan), dan biaya yang relatif lebih rendah. Namun, masalahnya terletak pada kenyataan bahwa karena konversi gas-cair refrigeran di dalam pipa, pengendalian seluruh sistem relatif kompleks dan keseragaman suhunya buruk. Dan sistem ini memiliki persyaratan tinggi untuk ketahanan tekanan tinggi dan penyegelan sistem, yang menimbulkan risiko signifikan untuk penerapannya di seluruh kendaraan.
Waktu posting: 27 Maret 2026
