مدیریت حرارتی باتریعمدتاً شامل سرمایش، گرمایش و یکسان سازی دما می شود. عملکردهای خنک کننده و گرمایش در درجه اول برای تأثیر بالقوه دمای محیط خارجی بر روی باتری تنظیم می شوند. یکسان سازی دما، اختلاف دما را در بسته باتری کاهش می دهد و از تخریب سریع باتری ناشی از گرم شدن بیش از حد در مناطق خاص جلوگیری می کند.
به طور کلی روش های خنک کننده باتری های برقی عمدتاً به سه دسته خنک کننده با هوا، خنک کننده مایع و خنک کننده مستقیم تقسیم می شوند. خنک کننده هوا از هوای طبیعی یا هوای خنک کننده از محفظه سرنشین برای دستیابی به تبادل گرما و خنک کننده روی سطح باتری استفاده می کند. خنک کننده مایع معمولاً از لوله های خنک کننده مستقل برای گرم کردن یا خنک کردن باتری برق استفاده می کند. در حال حاضر این روش خنک کننده اصلی است که در باتری های تسلا و ولت استفاده می شود. سیستمهای خنککننده مستقیم، نیاز به لولهکشی خنککننده مجزا برای باتری برق را برطرف میکنند و مستقیماً از مبرد برای خنک کردن آن استفاده میکنند.
1. سیستم خنک کننده هوا
باتری های اولیه به دلیل ظرفیت کمتر و چگالی انرژی، اغلب از خنک کننده هوا استفاده می کردند. خنک کننده هوا به دو دسته اصلی تقسیم می شود: خنک کننده هوای طبیعی و خنک کننده هوای اجباری (با استفاده از فن)، استفاده از هوای طبیعی یا هوای خنک از محفظه سرنشین برای خنک کردن باتری.
در حال حاضر، باتری های 48 ولتی در خودروهای هیبریدی ملایم 48 ولتی معمولاً در محفظه سرنشینان قرار دارند و با هوا خنک می شوند. سیستمهای خنککننده هوا از نظر ساختار نسبتاً ساده، از نظر فنی بالغ و کم هزینه هستند. با این حال، به دلیل ظرفیت حذف حرارت محدود هوا، راندمان تبادل حرارت آنها پایین است و در نتیجه یکنواختی دمای داخلی ضعیف و مشکل در کنترل دقیق دمای باتری است. بنابراین، سیستمهای خنککننده هوا معمولاً برای کاربردهایی با برد کوتاه و وسایل نقلیه سبک وزن مناسب هستند.
2. سیستم های خنک کننده مایع
خنک کننده مایع شامل استفاده از یک خنک کننده برای تبادل گرما با باتری است. خنک کننده ها به دو نوع تقسیم می شوند: آنهایی که می توانند مستقیماً با سلول های باتری تماس بگیرند (روغن سیلیکون، روغن کرچک و غیره) و آنهایی که از طریق کانال های آب با سلول ها تماس می گیرند (آب و اتیلن گلیکول و غیره). در حال حاضر بیشتر از مخلوط آب و اتیلن گلیکول استفاده می شود. سیستم های خنک کننده مایع معمولاً شامل یک چیلر متصل به چرخه تبرید است که از مبرد برای حذف گرما از باتری استفاده می کند. اجزای اصلی کمپرسور، چیلر و پمپ آب هستند. کمپرسور به عنوان منبع تغذیه برای تبرید، ظرفیت تبادل حرارت کل سیستم را تعیین می کند. چیلر تبادل گرما بین مبرد و خنک کننده را تسهیل می کند و میزان تبادل حرارت مستقیماً دمای مایع خنک کننده را تعیین می کند. پمپ آب میزان جریان مایع خنک کننده را در لوله ها تعیین می کند. سرعت جریان بیشتر منجر به عملکرد تبادل حرارت بهتر می شود و بالعکس.
سیستم های خنک کننده مایع انعطاف پذیری بیشتری را ارائه می دهند. کانال های خنک کننده را می توان بین ماژول های باتری نصب کرد (در حال حاضر رویکرد اصلی است)، صفحات خنک کننده را می توان در پایین باتری استفاده کرد، یا سلول ها یا ماژول ها را می توان در مایع خنک کننده غوطه ور کرد. از مزایای سیستم های خنک کننده مایع می توان به ضریب انتقال حرارت بالا، سرعت جریان سریع، یکنواختی دما خوب و کنترل دقیق دما اشاره کرد. معایب عبارتند از پیچیدگی سیستم، الزامات آب بندی بالا، سیستم خنک کننده که بخش قابل توجهی از وزن بسته باتری را به خود اختصاص می دهد و هزینه نسبتاً بالا.
