Pil termal yönetimiesas olarak soğutma, ısıtma ve sıcaklık dengelemeyi içerir. Soğutma ve ısıtma işlevleri öncelikle dış ortam sıcaklığının akü üzerindeki potansiyel etkisine göre ayarlanır. Sıcaklık dengeleme, pil paketi içindeki sıcaklık farklarını azaltarak pilin belirli bölgelerde aşırı ısınmadan kaynaklanan hızlı bozulmasını önler.
Genel olarak, elektrikli batarya soğutma yöntemleri esas olarak üç kategoriye ayrılır: hava soğutma, sıvı soğutma ve doğrudan soğutma. Hava soğutma, akü yüzeyinde ısı değişimi ve soğutma sağlamak için yolcu bölmesindeki doğal havayı veya soğutma havasını kullanır. Sıvı soğutma, güç pilini ısıtmak veya soğutmak için genellikle bağımsız soğutma sıvısı boruları kullanır; bu şu anda Tesla ve Volt pillerinde kullanılan ana soğutma yöntemidir. Doğrudan soğutma sistemleri, güç aküsü için ayrı bir soğutma borusu ihtiyacını ortadan kaldırır ve aküyü soğutmak için doğrudan soğutucu kullanır.
1. Hava Soğutma Sistemi
Daha küçük kapasiteleri ve enerji yoğunlukları nedeniyle ilk güçlü piller sıklıkla hava soğutmayı kullanıyordu. Hava soğutma iki ana kategoriye ayrılır: doğal hava soğutması ve basınçlı hava soğutması (bir fan kullanılarak), aküyü soğutmak için doğal hava veya yolcu bölmesinden gelen soğuk hava kullanılır.
Halihazırda 48V mild hibrit araçlardaki 48V bataryalar genellikle yolcu kabininde yer alıyor ve hava ile soğutuluyor. Havayla-soğutma sistemleri yapı olarak nispeten basit, teknolojik açıdan olgun ve maliyeti düşüktür. Bununla birlikte, havanın sınırlı ısı giderme kapasitesi nedeniyle, ısı değişim verimliliği düşüktür, bu da iç sıcaklık homojenliğinin zayıf olmasına ve pil sıcaklığının tam olarak kontrol edilmesinin zorlaşmasına neden olur. Bu nedenle, hava-soğutma sistemleri genellikle kısa sürüş mesafeli ve hafif araçlara sahip uygulamalar için uygundur.
2. Sıvı Soğutma Sistemleri
Sıvı soğutma, batarya ile ısı alışverişi yapmak için bir soğutucunun kullanılmasını içerir. Soğutma sıvıları iki türe ayrılır: akü hücrelerine doğrudan temas edebilenler (silikon yağı, hint yağı vb.) ve hücrelere su kanalları aracılığıyla temas edenler (su ve etilen glikol vb.); şu anda daha yaygın olarak su ve etilen glikol karışımı kullanılmaktadır. Sıvı soğutma sistemleri tipik olarak, aküden ısıyı uzaklaştırmak için soğutucuyu kullanan, soğutma döngüsüne bağlı bir soğutucu içerir. Temel bileşenler kompresör, soğutucu ve su pompasıdır. Soğutma için güç kaynağı olan kompresör, tüm sistemin ısı değişim kapasitesini belirler. Soğutucu, soğutucu ve soğutucu arasındaki ısı alışverişini kolaylaştırır ve ısı alışverişinin miktarı doğrudan soğutucu sıcaklığını belirler. Su pompası, soğutucunun borulardaki akış hızını belirler; Daha hızlı bir akış hızı daha iyi ısı değişim performansı sağlar ve bunun tersi de geçerlidir.
Sıvı soğutma sistemleri daha fazla esneklik sunar. Akü modülleri arasına soğutma kanalları yerleştirilebilir (şu anda ana yaklaşım), akünün alt kısmında soğutma plakaları kullanılabilir veya hücreler veya modüller soğutucuya batırılabilir. Sıvı soğutma sistemlerinin avantajları arasında yüksek ısı transfer katsayıları, hızlı akış hızları, iyi sıcaklık eşitliği ve hassas sıcaklık kontrolü yer alır. Dezavantajları arasında sistem karmaşıklığı, yüksek sızdırmazlık gereksinimleri, batarya paketinin ağırlığının önemli bir kısmını oluşturan soğutma sistemi ve nispeten yüksek maliyet yer alır.
