Sebagai sumber daya utama kendaraan energi baru, baterai sangat penting bagi kendaraan energi baru. Selama penggunaan kendaraan yang sebenarnya, baterai akan menghadapi kondisi kerja yang kompleks dan berubah-ubah.
Pada suhu rendah, resistansi internal baterai lithium-ion akan meningkat dan kapasitasnya akan menurun. Dalam kasus ekstrem, elektrolit akan membeku dan baterai tidak dapat diisi daya. Kinerja sistem baterai pada suhu rendah akan sangat terpengaruh, mengakibatkan penurunan kinerja daya keluaran kendaraan listrik dan pengurangan jarak tempuh. Saat mengisi daya kendaraan energi baru dalam kondisi suhu rendah, BMS (Battery Management System) umumnya terlebih dahulu memanaskan baterai hingga suhu yang sesuai sebelum pengisian daya. Jika tidak ditangani dengan benar, hal ini akan menyebabkan kelebihan tegangan sesaat, mengakibatkan korsleting internal, dan selanjutnya dapat terjadi asap, kebakaran, atau bahkan ledakan.
Pada suhu tinggi, jika kontrol pengisi daya gagal, hal itu dapat menyebabkan reaksi kimia hebat di dalam baterai dan menghasilkan banyak panas. Jika panas menumpuk dengan cepat di dalam baterai tanpa waktu untuk menghilang, baterai dapat bocor, mengeluarkan gas, berasap, dan sebagainya. Dalam kasus yang parah, baterai akan terbakar hebat dan meledak.
Sistem manajemen termal baterai (Battery Thermal Management System, BTMS) adalah fungsi utama dari sistem manajemen baterai. Manajemen termal baterai terutama mencakup fungsi pendinginan, pemanasan, dan penyeimbangan suhu. Fungsi pendinginan dan pemanasan terutama disesuaikan untuk kemungkinan dampak suhu lingkungan eksternal pada 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. Sistem pengaturan loop tertutup terdiri dari media penghantar panas, unit pengukuran dan kontrol, dan peralatan kontrol suhu, sehingga baterai daya dapat bekerja dalam kisaran suhu yang sesuai untuk mempertahankan kondisi penggunaan optimalnya dan memastikan kinerja serta umur sistem baterai.
1. Model pengembangan sistem manajemen termal tipe "V".
Sebagai komponen dari sistem baterai daya, sistem manajemen termal juga dikembangkan sesuai dengan model pengembangan "V" dari industri otomotif. Dengan bantuan alat simulasi dan sejumlah besar verifikasi pengujian, hanya dengan cara ini efisiensi pengembangan dapat ditingkatkan, biaya pengembangan dan sistem jaminan keandalan, keamanan, dan umur pakai dapat dihemat.
Berikut ini adalah model "V" pengembangan sistem manajemen termal. Secara umum, model ini terdiri dari dua sumbu, satu horizontal dan satu vertikal: sumbu horizontal terdiri dari empat jalur utama pengembangan maju dan satu jalur utama verifikasi balik, dan jalur utama pengembangan maju mempertimbangkan verifikasi balik sistem tertutup; sumbu vertikal terdiri dari tiga tingkatan: komponen, subsistem, dan sistem.
Suhu baterai secara langsung memengaruhi keamanan baterai, sehingga desain dan penelitian sistem manajemen termal baterai merupakan salah satu tugas paling penting dalam desain sistem baterai. Desain dan verifikasi manajemen termal sistem baterai harus dilakukan secara ketat sesuai dengan proses desain manajemen termal baterai, jenis sistem dan komponen manajemen termal baterai, pemilihan komponen sistem manajemen termal, dan evaluasi kinerja sistem manajemen termal. Hal ini untuk memastikan kinerja dan keamanan baterai.
1. Persyaratan sistem manajemen termal. Berdasarkan parameter masukan desain seperti lingkungan penggunaan kendaraan, kondisi operasi kendaraan, dan rentang suhu sel baterai, lakukan analisis kebutuhan untuk mengklarifikasi persyaratan sistem baterai untuk sistem manajemen termal; persyaratan sistem, berdasarkan analisis kebutuhan, tentukan fungsi sistem manajemen termal dan tujuan desain sistem. Tujuan desain ini terutama meliputi pengendalian suhu sel baterai, perbedaan suhu antar sel baterai, konsumsi energi sistem, dan biaya.
2. Kerangka sistem manajemen termal. Sesuai dengan persyaratan sistem, sistem dibagi menjadi subsistem pendinginan, subsistem pemanasan, subsistem isolasi termal, dan subsistem penghambat pelarian termal (TRo), dan persyaratan desain setiap subsistem didefinisikan. Pada saat yang sama, analisis simulasi dilakukan untuk memverifikasi desain sistem secara awal. Misalnya,Pemanas pendingin PTC, Pemanas udara PTC, pompa air elektronik, dll.
3. Desain subsistem, pertama-tama tentukan tujuan desain setiap subsistem sesuai dengan desain sistem, kemudian lakukan pemilihan metode, desain skema, desain detail, dan analisis simulasi serta verifikasi untuk setiap subsistem secara berurutan.
4. Desain komponen, pertama-tama tentukan tujuan desain komponen sesuai dengan desain subsistem, kemudian lakukan desain detail dan analisis simulasi.
5. Pembuatan dan pengujian komponen, pembuatan komponen, serta pengujian dan verifikasi.
6. Integrasi dan verifikasi subsistem, untuk integrasi subsistem dan verifikasi pengujian.
7. Integrasi dan pengujian sistem, verifikasi integrasi dan pengujian sistem.
Waktu posting: 02 Juni 2023
