Akude tähtsus uute energiasõidukite peamise toiteallikana on enesestmõistetav. Sõidukite tegelikus kasutuses seisavad akud silmitsi keerukate ja mitmekesiste töötingimustega. Sõiduulatuse parandamiseks peavad sõidukid paigutama teatud ruumi võimalikult palju akuelemente, seega on akupaki ruum sõidukis väga piiratud. Akud tekitavad sõiduki töötamise ajal palju soojust ja akumuleeruvad aja jooksul suhteliselt väikestesse ruumidesse. Akuelementide tiheda virnastamise tõttu akupakis on keskmises piirkonnas soojuse hajutamine suhteliselt keeruline, mis süvendab elementide vahelist temperatuuri ebajärjekindlust. Selle tulemusel väheneb aku laadimise ja tühjenemise efektiivsus ning mõjutab selle võimsust; rasketel juhtudel võib see põhjustada ka termilist läbimurret, mis mõjutab süsteemi ohutust ja eluiga.
Akude temperatuur mõjutab oluliselt nende jõudlust, eluiga ja ohutust. Madalatel temperatuuridel võib liitiumioonakude sisetakistus suureneda ja mahtuvus väheneda. Äärmuslikel juhtudel võib see viia elektrolüüdi külmumiseni ja aku tühjenemisvõimetuseni. Akusüsteemi madalal temperatuuril toimimine on oluliselt mõjutatud, mille tulemuseks on võimsuse vähenemine ja elektriautode sõiduulatuse lühenemine. Uute energiaautode laadimisel madalal temperatuuril soojendab aku juhtimissüsteem (BMS) aku enne laadimist tavaliselt sobiva temperatuurini. Kui seda ei käsitseta õigesti, võib see põhjustada hetkelise pinge ülelaadimise, mille tulemuseks on sisemised lühised, mis omakorda võivad kaasa tuua suitsetamise, tulekahju ja isegi plahvatused. Elektriautode akusüsteemide madalal temperatuuril laadimise ohutusprobleemid on oluliselt piiranud elektriautode reklaamimist külmades piirkondades.
Aku termiline haldamineon üks olulisi funktsioone BMS-is, peamiselt selleks, et tagada akupaketi töötamine sobivas temperatuurivahemikus, säilitades seeläbi akupaketi optimaalse tööoleku.akude termiline haldaminehõlmab peamiselt selliseid funktsioone nagu jahutamine, kütmine ja temperatuuri tasakaalustamine. Jahutus- ja küttefunktsioone reguleeritakse peamiselt vastavalt välise keskkonnatemperatuuri võimalikule mõjule akule. Temperatuuri tasakaalustamist kasutatakse akupaki sees oleva temperatuuri erinevuse vähendamiseks ja aku teatud osa ülekuumenemisest tingitud kiire lagunemise vältimiseks.
Üldiselt jagunevad akude jahutusrežiimid kolme kategooriasse: õhkjahutus, vedelikjahutus ja otsejahutus. Õhkjahutusrežiimis kasutatakse soojusvahetuseks ja jahutamiseks loomulikku tuult või salongist tulevat jahutusõhku, mis läbib aku pinda. Vedelikjahutuses kasutatakse akude soojendamiseks või jahutamiseks üldiselt sõltumatuid jahutusvedeliku torusid. Praegu on see meetod jahutamiseks peamine, nagu seda kasutavad ka Tesla ja Volt. Otsejahutussüsteem välistab aku jahutustorustiku ja kasutab aku jahutamiseks otse külmaainet.
1. Õhujahutussüsteem:
Varajasi akusid jahutati nende väikese mahutavuse ja energiatiheduse tõttu sageli õhkjahutusega. Õhkjahutus jaguneb kahte kategooriasse: loomulik õhkjahutus ja sundõhkjahutus (ventilaatorite abil), mis kasutavad aku jahutamiseks loomulikku õhku või külma õhku salongist.
Õhkjahutusega süsteemide tüüpilisteks esindajateks on Nissan Leaf, Kia Soul EV jne. Praegu on 48 V mikrohübriidsõidukite 48 V akud üldiselt paigutatud sõitjateruumi ja jahutatakse õhkjahutusega. Teatud võimsusega aku õhkjahutuse teekonna diagramm on näidatud joonisel 2. Õhkjahutusega süsteemi struktuur on suhteliselt lihtne, tehnoloogia on suhteliselt küps ja hind on suhteliselt madal. Kuid õhu poolt ära kantava piiratud soojuse tõttu on selle soojusülekande efektiivsus madal ja aku sisetemperatuuri ühtlus on halb, mistõttu on aku temperatuuri täpne reguleerimine keeruline. Seetõttu sobivad õhkjahutusega süsteemid üldiselt lühikese sõiduulatuse ja väikese sõidukimassiga olukordadesse.
2. Vedeljahutussüsteem
Vedelikjahutusrežiimis kasutatakse akus soojusvahetuseks jahutusvedelikku ja selle skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 3. Jahutusvedelik jaguneb kahte tüüpi: otsene kokkupuude akuelementidega (silikoonõli, kastoorõli jne) ja kokkupuude akuelementidega veekanalite kaudu (vesi ja etüleenglükool jne); praegu kasutatakse tavaliselt vee ja etüleenglükooli segalahuseid. Vedeljahutussüsteemides on tavaliselt jahutustsükliga ühendatud jahuti, mis eemaldab akust soojuse külmutusagensi kaudu; selle põhikomponendid on kompressor, jahuti javeepumpKompressor kui jahutussüsteemi toiteallikas määrab kogu süsteemi soojusülekandevõime. Jahuti mängib rolli külmaaine ja jahutusvedeliku vahetuses ning soojusvahetuse hulk määrab otseselt jahutusvedeliku temperatuuri. Veepump määrab jahutusvedeliku voolukiiruse torustikus ja mida kiirem on voolukiirus, seda parem on soojusülekande jõudlus ja vastupidi.
3. Otsejahutussüsteem:
Otsejahutussüsteem kasutab kliimaseadme külmaainet aku otseseks jahutamiseks, nagu on näidatud joonisel 11. Kliimaseadme aurusti on otse paigaldatud akusüsteemi ja külmaaine aurustub aurustis, et eemaldada otse akusüsteemi tekitatud soojus, saavutades seeläbi kiirema ja tõhusama jahutusprotsessi. Praegu on suhteliselt vähe mudeleid, mis kasutavad otsejahutust, millest kõige tüüpilisem on BMW i3. Vedelike vahelise vahepealse soojusvahetuse puudumise tõttu on jahutussüsteemil kompaktne struktuur, suurem jahutustõhusus (3-4 korda suurem kui vedelikjahutusel) ja suhteliselt madalad kulud. Probleem seisneb aga selles, et külmaaine gaasi-vedeliku muundamise tõttu torustikus on kogu süsteemi juhtimine suhteliselt keeruline ja temperatuuri ühtlus on halb. Lisaks on süsteemi kõrge rõhutaluvus ja tihendusnõuded, mis kujutab endast märkimisväärset ohtu selle rakendamisele kogu sõidukis.
Postituse aeg: 27. märts 2026
