Solusi Manajemen Termal Untuk Sistem Baterai

Tidak ada keraguan bahwa faktor suhu mempunyai dampak penting terhadap kinerja, masa pakai, dan keamanan daya baterai.Secara umum, kami mengharapkan sistem baterai beroperasi pada kisaran 15~35℃, sehingga mencapai output dan input daya terbaik, energi maksimum yang tersedia, dan siklus hidup terpanjang (walaupun penyimpanan suhu rendah dapat memperpanjang umur kalender baterai, tetapi tidak masuk akal untuk mempraktikkan penyimpanan suhu rendah dalam aplikasi, dan baterai sangat mirip dengan manusia dalam hal ini).

Saat ini, manajemen termal sistem baterai daya dapat dibagi menjadi empat kategori, pendinginan alami, pendinginan udara, pendinginan cair, dan pendinginan langsung.Diantaranya, pendinginan alami merupakan metode manajemen termal pasif, sedangkan pendinginan udara, pendingin cair, dan arus searah bersifat aktif.Perbedaan utama antara ketiganya adalah perbedaan media pertukaran panas.

· Pendinginan alami
Pendinginan gratis tidak memiliki perangkat tambahan untuk pertukaran panas.Misalnya, BYD telah mengadopsi pendinginan alami pada model Qin, Tang, Song, E6, Tengshi, dan model lain yang menggunakan sel LFP.Dapat dipahami bahwa BYD selanjutnya akan beralih ke pendingin cair untuk model yang menggunakan baterai ternary.

· Pendingin Udara (Pemanas Udara PTC)
Pendinginan udara menggunakan udara sebagai media perpindahan panas.Ada dua tipe umum.Yang pertama disebut pendinginan udara pasif, yang secara langsung menggunakan udara luar untuk pertukaran panas.Tipe kedua adalah pendingin udara aktif, yang dapat memanaskan atau mendinginkan udara luar sebelum masuk ke sistem baterai.Pada awalnya, banyak model listrik Jepang dan Korea menggunakan solusi berpendingin udara.

· Pendinginan cair
Pendinginan cair menggunakan antibeku (seperti etilen glikol) sebagai media perpindahan panas.Umumnya terdapat beberapa sirkuit pertukaran panas yang berbeda dalam larutan.Misalnya VOLT mempunyai rangkaian radiator, rangkaian AC (Pendingin Udara PTC), dan sirkuit PTC (Pemanas Pendingin PTC).Sistem manajemen baterai merespons, menyesuaikan, dan beralih sesuai dengan strategi manajemen termal.TESLA Model S memiliki sirkuit yang seri dengan motor pendingin.Ketika baterai perlu dipanaskan pada suhu rendah, rangkaian pendingin motor dihubungkan secara seri dengan rangkaian pendingin baterai, dan motor dapat memanaskan baterai.Ketika daya baterai berada pada suhu tinggi, sirkuit pendingin motor dan sirkuit pendingin baterai akan disetel secara paralel, dan kedua sistem pendingin akan menghilangkan panas secara independen.

1. Kondensor gas

2. Kondensor sekunder

3. Kipas kondensor sekunder

4. Kipas kondensor gas

5. Sensor tekanan AC (sisi tekanan tinggi)

6. Sensor suhu AC (sisi tekanan tinggi)

7. Kompresor AC elektronik

8. Sensor tekanan AC (sisi tekanan rendah)

9. Sensor suhu AC (sisi tekanan rendah)

10. Katup ekspansi (pendingin)

11. Katup ekspansi (evaporator)

· Pendinginan langsung
Pendinginan langsung menggunakan zat pendingin (bahan pengubah fasa) sebagai media penukar panas.Refrigeran dapat menyerap panas dalam jumlah besar selama proses transisi fasa gas-cair.Dibandingkan dengan zat pendingin, efisiensi perpindahan panas dapat ditingkatkan lebih dari tiga kali lipat, dan baterai dapat diganti lebih cepat.Panas di dalam sistem terbawa.Skema pendinginan langsung telah digunakan di BMW i3.

 

Selain efisiensi pendinginan, skema manajemen termal sistem baterai perlu mempertimbangkan konsistensi suhu semua baterai.PACK memiliki ratusan sel, dan sensor suhu tidak dapat mendeteksi setiap sel.Misalnya, terdapat 444 baterai dalam satu modul Tesla Model S, tetapi hanya 2 titik pendeteksi suhu yang disusun.Oleh karena itu, baterai perlu dibuat sekonsisten mungkin melalui desain manajemen termal.Dan konsistensi suhu yang baik merupakan prasyarat untuk parameter kinerja yang konsisten seperti daya baterai, masa pakai, dan SOC.