Le système de gestion thermique à refroidissement liquide élimine les gradients de température pour prolonger la durée de vie de la batterie lithium-ion

La menace cachée : l'incohérence de la température entre les cellules de la batterie

Alors que le réchauffement climatique, les pénuries d’énergie et la pollution environnementale s’intensifient, les véhicules électriques sont devenus une alternative incontournable aux automobiles conventionnelles. Cependant, pendant le fonctionnement du véhicule électrique, en particulier lors des accélérations et des montées, le courant de la batterie augmente rapidement, générant une chaleur importante. Bien qu’une température excessive constitue une menace bien connue pour les performances et la sécurité des batteries, un facteur moins visible mais tout aussi dangereux est l’incohérence de température entre les cellules de la batterie.

Lorsque différentes cellules d’une batterie fonctionnent à des températures différentes, leurs taux de dégradation divergent. Certaines cellules vieillissent plus rapidement que d’autres, ce qui réduit la capacité globale du pack, raccourcit la durée de vie du système et crée des risques potentiels pour la sécurité. Les basses températures nuisent également à l’efficacité de la charge et de la décharge. Pour garantir les performances, la longévité et la sécurité des batteries lithium-ion dans des conditions de conduite complexes et variables, un système de gestion thermique doit maintenir non seulement des températures optimales, mais également une uniformité de température.

Pour répondre à cette exigence critique, l'équipe d'ingénierie de Tenglong Automotive a développé un système de gestion thermique de refroidissement liquide conçu spécifiquement pour les batteries lithium-ion des véhicules électriques.

Excellence en ingénierie : contrôle intelligent axé sur l’uniformité de la température

Le projet RD13 introduit une architecture de refroidissement liquide sophistiquée dotée de capacités complètes de surveillance et de contrôle :

▸ Réseau de microcontrôleurs intégrés : un microcontrôleur central se connecte via des fils à l'alimentation électrique de bord du véhicule, aux registres d'air, aux entraînements à fréquence variable et aux capteurs de température. Les entraînements à fréquence variable contrôlent à la fois les ventilateurs et les pompes de circulation, permettant un réglage précis de la puissance de refroidissement en fonction des conditions en temps réel.

▸ Interface utilisateur et fonctionnalités de sécurité : le microcontrôleur s'interface avec un écran d'affichage, un module d'avertissement, un module de paramétrage, un module de comparaison de données et un module de stockage de données, offrant aux opérateurs une visibilité et un contrôle complets sur le système de gestion thermique.

▸ Interface thermique optimisée : une plaque de refroidissement est positionnée sous le module de batterie d'alimentation. Un coussinet thermoconducteur est placé entre le fond du module de batterie et la plaque de refroidissement pour assurer un excellent contact et maximiser l'efficacité du transfert de chaleur.

▸ Configuration à flux série-parallèle : le circuit de refroidissement est conçu à l'aide d'une combinaison de connexions en série et en parallèle, optimisées pour répondre aux exigences d'aménagement spatial tout en maintenant une répartition uniforme du liquide de refroidissement sur toutes les cellules de la batterie.

Innovations clés pour la longévité des batteries

▸ Économies d'énergie à fréquence variable : le système ajuste la puissance du ventilateur et de la pompe à eau en fonction des niveaux de température détectés, réduisant considérablement la consommation d'énergie pendant le fonctionnement normal.

▸ Élimination du gradient de température : en assurant une répartition uniforme de la température sur l'ensemble de la batterie, le système minimise les différences de température entre les cellules situées dans des positions différentes. Cela fait vieillir toutes les cellules à des rythmes presque identiques, prolongeant considérablement la durée de vie globale du système de batterie.

▸ Stratégie de refroidissement par étapes : une approche de refroidissement par étapes réduit les différences de température au sein du module de batterie tout en accélérant la vitesse de refroidissement. Ce double avantage garantit des performances, une longévité et une sécurité optimales de la batterie dans les conditions de conduite complexes et variables auxquelles les véhicules électriques sont régulièrement confrontés.

Résultats prouvés et propriété intellectuelle

Le projet représente la mise en œuvre réussie d'un brevet d'invention national : « Un système de refroidissement de batterie pour les véhicules à énergie nouvelle » (brevet n° ZL201810502762.X). La conception brevetée comprend un boîtier de protection, des bouches d'aération stratégiquement positionnées avec des écrans anti-poussière et des registres, des ventilateurs pour la convection forcée, des plaques conductrices thermiques montées perpendiculairement aux parois du boîtier et des capteurs de température intégrés pour une surveillance en temps réel.

Le comité d'évaluation finale a confirmé que le système a été appliqué avec succès à la gamme de produits de véhicules de pulvérisation de l'entreprise, où il garantit les performances, la longévité et la sécurité de la batterie dans des conditions de fonctionnement complexes. Le produit a réalisé des ventes commerciales, générant des retombées économiques positives.

Engagement envers une gestion thermique de précision

Le projet RD13 renforce l'engagement de Xiangyang Tenglong Automotive en faveur d'une protection avancée des batteries grâce à un contrôle thermique de précision. En intégrant ce système de gestion thermique à refroidissement liquide dans notre gamme de véhicules, y compris les véhicules de pulvérisation, les bus et les véhicules logistiques, nous garantissons que chaque cellule de batterie fonctionne à une température optimale, vieillit uniformément et offre une durée de vie maximale, offrant ainsi à nos clients des véhicules électriques sûrs, fiables et durables.

Proposition de projet RD13 pour la conception d'un système de gestion thermique de refroidissement par liquide pour les batteries lithium-ion de véhicules électriques