Het belang van accu's als belangrijkste energiebron voor elektrische voertuigen is vanzelfsprekend. In de praktijk worden accu's blootgesteld aan complexe en uiteenlopende omstandigheden. Om de actieradius te vergroten, moeten voertuigen zoveel mogelijk accucellen in een beperkte ruimte plaatsen, waardoor de beschikbare ruimte voor het accupakket in het voertuig zeer beperkt is. Accu's genereren tijdens het gebruik van een voertuig veel warmte, die zich in de loop der tijd ophoopt in relatief kleine ruimtes. Door de dichte stapeling van accucellen in het accupakket is het bovendien relatief moeilijk om warmte in het midden af te voeren, wat de temperatuurverschillen tussen de cellen vergroot. Dit vermindert de laad- en ontlaadefficiëntie van de accu en beïnvloedt het vermogen. In ernstige gevallen kan het zelfs leiden tot thermische oververhitting, wat de veiligheid en levensduur van het systeem in gevaar brengt.
De temperatuur van accu's heeft een aanzienlijke invloed op hun prestaties, levensduur en veiligheid. Bij lage temperaturen kan de interne weerstand van lithium-ionaccu's toenemen en de capaciteit afnemen. In extreme gevallen kan dit leiden tot bevriezing van de elektrolyt en het onvermogen van de accu om te ontladen. De prestaties van het accusysteem bij lage temperaturen worden sterk beïnvloed, wat resulteert in een afname van het vermogen en een kleinere actieradius van elektrische voertuigen. Bij het opladen van elektrische voertuigen bij lage temperaturen verwarmt het batterijbeheersysteem (BMS) de accu doorgaans tot een geschikte temperatuur voordat het opladen begint. Indien dit niet correct gebeurt, kan dit leiden tot een plotselinge overspanning, met interne kortsluitingen tot gevolg. Dit kan vervolgens rookontwikkeling, brand en zelfs explosies veroorzaken. De veiligheidsproblemen die gepaard gaan met opladen bij lage temperaturen in accusystemen van elektrische voertuigen hebben de promotie van elektrische voertuigen in koude gebieden sterk beperkt.
Thermisch beheer van de batterijEen van de belangrijkste functies van een batterijbeheersysteem (BMS) is ervoor te zorgen dat het accupakket altijd binnen een geschikt temperatuurbereik blijft, waardoor de optimale werking van het accupakket behouden blijft.thermisch beheer van batterijenHet omvat hoofdzakelijk functies zoals koeling, verwarming en temperatuurregeling. De koel- en verwarmingsfuncties worden voornamelijk aangepast aan de mogelijke invloed van de externe omgevingstemperatuur op de batterij. Temperatuurregeling wordt gebruikt om het temperatuurverschil binnen het batterijpakket te verminderen en snelle degradatie door oververhitting van een bepaald deel van de batterij te voorkomen.
Over het algemeen worden de koelmethoden voor accu's onderverdeeld in drie categorieën: luchtkoeling, vloeistofkoeling en directe koeling. Bij luchtkoeling wordt natuurlijke wind of koele lucht uit het passagierscompartiment gebruikt om warmte over het accuoppervlak te verspreiden en de accu te koelen. Vloeistofkoeling maakt doorgaans gebruik van aparte koelleidingen om de accu te verwarmen of te koelen. Deze methode is momenteel de meest gangbare, zoals toegepast door Tesla en de Volt. Bij directe koeling zijn er geen koelleidingen nodig; de accu wordt direct gekoeld met koelmiddel.
1. Luchtkoelsysteem:
Vroege accu's werden, vanwege hun kleine capaciteit en energiedichtheid, vaak gekoeld door middel van luchtkoeling. Luchtkoeling kan worden onderverdeeld in twee categorieën: natuurlijke luchtkoeling en geforceerde luchtkoeling (met behulp van ventilatoren), waarbij natuurlijke lucht of koude lucht uit de cabine wordt gebruikt om de accu te koelen.
Typische voorbeelden van luchtgekoelde systemen zijn de Nissan Leaf en de Kia Soul EV. De 48V-accu's van 48V-microhybride voertuigen zijn tegenwoordig meestal in het passagierscompartiment geplaatst en worden gekoeld door luchtkoeling. Het schema van het luchtkoelingspad van een bepaalde accu is weergegeven in figuur 2. De structuur van het luchtgekoelde systeem is relatief eenvoudig, de technologie is relatief volwassen en de kosten zijn relatief laag. Door de beperkte warmteafvoer door de lucht is de warmteoverdrachtsefficiëntie echter laag en is de interne temperatuur van de accu niet uniform, waardoor nauwkeurige regeling van de accutemperatuur lastig is. Daarom zijn luchtgekoelde systemen over het algemeen geschikt voor situaties met een korte actieradius en een laag voertuiggewicht.
2. Vloeistofkoelsysteem
De vloeistofkoelingsmodus verwijst naar het gebruik van een koelvloeistof voor warmteafvoer in de batterij. Het schema hiervan is weergegeven in figuur 3. Koelvloeistof is onderverdeeld in twee typen: direct contact met de batterijcellen (siliconenolie, ricinusolie, enz.) en contact met de batterijcellen via waterkanalen (water en ethyleenglycol, enz.). Momenteel worden mengsels van water en ethyleenglycol veel gebruikt. Vloeistofkoelsystemen omvatten over het algemeen een koeler in combinatie met een koelcyclus, die de warmte van de batterij afvoert via het koelmiddel. De belangrijkste componenten hiervan zijn de compressor, de koeler en de koelvloeistof.waterpompDe compressor, als energiebron voor de koeling, bepaalt het warmteoverdrachtsvermogen van het gehele systeem. De koelmachine speelt een rol bij de uitwisseling van koelmiddel en koelvloeistof, en de hoeveelheid warmte-uitwisseling bepaalt direct de temperatuur van de koelvloeistof. De waterpomp bepaalt de stroomsnelheid van de koelvloeistof in de leidingen; hoe hoger de stroomsnelheid, hoe beter de warmteoverdracht, en omgekeerd.
3. Direct koelsysteem:
Het directe koelsysteem gebruikt het koelmiddel van de airconditioning om de accu direct te koelen, zoals weergegeven in Figuur 11. De verdamper van de airconditioning is rechtstreeks in het accusysteem geïnstalleerd, waar het koelmiddel verdampt en zo de door het accusysteem gegenereerde warmte direct afvoert. Dit resulteert in een sneller en effectiever koelproces. Momenteel maken relatief weinig modellen gebruik van directe koeling, met de BMW i3 als meest bekende voorbeeld. Door het ontbreken van warmte-uitwisseling tussen vloeistoffen heeft het koelsysteem een compacte structuur, een hogere koelefficiëntie (3-4 keer hoger dan vloeistofkoeling) en relatief lagere kosten. Het probleem is echter dat de gas-vloeistofomzetting van het koelmiddel in de leidingen de aansturing van het gehele systeem relatief complex maakt en de temperatuuruniformiteit slecht is. Bovendien stelt het hoge eisen aan de drukbestendigheid en afdichting van het systeem, wat een aanzienlijk risico vormt voor toepassing in de gehele auto.
Geplaatst op: 27 maart 2026
