Le système de gestion thermique des véhicules électriques assure non seulement un environnement de conduite confortable, mais régule également la température, l'humidité et la température de l'air ambiant. Il contrôle principalement la température de la batterie. Ce contrôle est essentiel à la sécurité du véhicule et constitue une condition indispensable à son bon fonctionnement.
Il existe de nombreuses méthodes de refroidissement pour les batteries, que l'on peut diviser en refroidissement par air, refroidissement liquide, refroidissement par dissipateur thermique, refroidissement par matériau à changement de phase et refroidissement par caloduc.
Une température trop élevée ou trop basse affectera les performances des batteries lithium-ion, mais différentes températures ont des effets différents sur la structure interne de la batterie et les réactions chimiques des ions.
À basse température, la conductivité ionique de l'électrolyte est faible lors de la charge et de la décharge, et les impédances aux interfaces électrode positive/électrolyte et électrode négative/électrolyte sont élevées. Ceci affecte l'impédance de transfert de charge à la surface des électrodes et la vitesse de diffusion des ions lithium dans l'électrode négative, impactant ainsi des indicateurs clés tels que le courant de décharge et l'efficacité de charge/décharge. À basse température, une partie du solvant de l'électrolyte se solidifie, entravant la migration des ions lithium. Lorsque la température baisse, l'impédance de réaction électrochimique du sel électrolytique augmente et la constante de dissociation de ses ions diminue. Ces facteurs affectent fortement la vitesse de déplacement des ions dans l'électrolyte, réduisant ainsi la vitesse de réaction électrochimique. Lors de la charge à basse température, la difficulté de migration des ions lithium favorise leur réduction en dendrites de lithium métallique, entraînant la décomposition de l'électrolyte et une augmentation de la polarisation de concentration. De plus, les angles aigus de cette dendrite de lithium métallique peuvent facilement percer le séparateur interne de la batterie, provoquant un court-circuit à l'intérieur de celle-ci et un accident de sécurité.
Les hautes températures ne provoquent ni la solidification de l'électrolyte, ni la réduction de la vitesse de diffusion des ions du sel électrolytique. Au contraire, elles augmentent l'activité électrochimique du matériau, la vitesse de diffusion des ions et accélèrent la migration des ions lithium. Ainsi, les hautes températures contribuent à améliorer les performances de charge et de décharge des batteries lithium-ion. Cependant, une température excessive accélère la décomposition du film SEI, les réactions entre le carbone contenant du lithium et l'électrolyte, entre ce carbone et l'adhésif, ainsi que la décomposition de l'électrolyte et du matériau de la cathode. Ces réactions affectent considérablement la durée de vie et les performances de la batterie. Presque toutes ces réactions sont irréversibles. Lorsque leur vitesse s'accélère, la quantité de matériaux disponibles pour les réactions électrochimiques réversibles au sein de la batterie diminue rapidement, ce qui entraîne une baisse rapide des performances de la batterie. Lorsque la température de la batterie dépasse sa température de sécurité, une réaction de décomposition de l'électrolyte et des électrodes se produit spontanément à l'intérieur de la batterie. Cette réaction génère une chaleur intense en très peu de temps, provoquant une défaillance thermique et la destruction complète de la batterie. Dans l'espace restreint du boîtier, la chaleur peine à se dissiper et s'accumule rapidement. Ceci risque d'entraîner une propagation rapide de la défaillance thermique, pouvant aller jusqu'à l'apparition de fumée, l'inflammation spontanée, voire l'explosion de la batterie.
La stratégie de contrôle de la gestion thermique des véhicules électriques purs est la suivante : Le processus de démarrage à froid de la batterie est le suivant : avant de démarrer le véhicule électrique,BMSLe système vérifie la température du module de batterie et compare la valeur moyenne de la température mesurée par le capteur à la température cible. Si la température moyenne du module de batterie est supérieure à la température cible, le véhicule électrique démarre normalement ; si elle est inférieure, le système…Chauffage PTC pour véhicules électriquesIl est nécessaire d'activer le système pour démarrer le préchauffage. Pendant le préchauffage, le BMS surveille en permanence la température de la batterie. Lorsque la température moyenne de la batterie atteint la température cible, le système de préchauffage s'arrête.
Date de publication : 9 mai 2024
