خودروهای برقی چگونه باتری خود را خنک نگه می‌دارند؟

باتری یک خودرو الکتریکی مهمترین قطعه آن است و اگر خراب شود، اساساً با یک پوسته بی‌فایده مواجه خواهید بود! در این بین، گرما یکی از دشمنان اصلی باتری‌های لیتیوم یونی به به شمار می‌آید و باید به هر قیمتی از گرم شدن بیش از حد آن‌ها جلوگیری کرد. به همین دلیل است که سازندگان خودروهای برقی سیستم‌هایی را توسعه داده‌اند که به نظارت بر باتری و کارکرد صحیح آن کمک کرده و آن را به شکل مناسب خنک می‌کنند. اما ممکن است این سؤال برای شما هم پیش آمده باشد که سیستم‌های خنک کننده باتری در خودروهای الکتریکی چگونه کار می‌کند؟ در ادامه با دیجی رو همراه باشید تا پاسخ این سؤال را بیابید.

چرا تنظیم دمای باتری در خودروهای الکتریکی مهم است؟

باتری‌های لیتیوم یون که در اکثر خودروهای برقی یافت می‌شوند، به شدت به دماهای بالا حساس هستند. دور نگه داشتن این باتری‌ها از گرمای شدید یکی از بهترین راه‌ها برای مراقبت از آن‌ها در خودروی الکتریکی است. در شرایط دمایی مناسب، این باتری‌ها بهترین عملکرد خود را دارند و از همین رو تولید کنندگان خودرو دقت ویژه‌ای روی مسئله خنک کنندگی دارند.

منظور از شرایط دمایی مناسب این است که دمای باتری نباید آنقدر افت کند که به زیر صفر برسد و همچنین باید مراقب بود که بیش از حد گرم نشود. شارژ کردن باتری در دمای انجماد اصلاً توصیه نمی‌شود. به همین دلیل است که برخی از تولید کنندگان راه‌کارهایی را برای آماده سازی باتری جهت شارژ در هوای سرد پیشنهاد کرده‌اند.

شرایط یخبندان می‌تواند به باتری خودروی برقی آسیب برساند، اما گرمای شدید هم دقیقاً همین اثر را دارد و شاید هم بدتر از آن. اگر باتری خودروی الکتریکی خیلی داغ شده و با سرعت کافی خنک نشود، به خصوص در هنگام شارژ، باتری ممکن است دچار شوک دمایی شده و اگر گرما بیش از حد از کنترل خارج شود، در نهایت ممکن است منجر به آتش‌سوزی شود.

واضح است که خودروسازان باید خنک‌سازی مناسب باتری را در اولویت قرار دهند و قطعاً این کار را انجام می‌دهند. خودروهای الکتریکی مدرن مجهز به سیستم‌های نظارت و تنظیم حرارت پیشرفته هستند که دمای باتری را کنترل کرده و از داغ نبودن باتری اطمینان حاصل می‌کند.

اگر باتری در حین شارژ شدن بیش از حد داغ شود، این سیستم‌ها می‌توانند سرعت شارژ را به نحوی تنظیم کنند که از گرم شدن بیش از حد باتری جلوگیری شود.

برخی از خودروهای الکتریکی از خنک کننده مایع برای تنظیم دمای باتری استفاده می‌کنند

روش‌های مختلفی برای خنک نگه داشتن باتری خودرو برقی وجود دارد و مانند خودروهای احتراق داخلی، یکی از این روش‌ها استفاده از خنک کننده مایع است. این روش جایگزینی برای خنک کردن ساده باتری با استفاده از هوا است. خنک کننده مبتنی بر هوا یکی از سنتی‌ترین سیستم‌های خنک کننده بوده و در وسایل نقلیه‌ای مانند پورشه 911 نیز وجود داشته است. خنک کننده هوایی مشکل نشتی را که اصلی‌ترین معضل سیستم‌های خنک کننده مایع است، ندارد و این یک مزیت برایش محسوب می‌شود.

اما در نهایت، سیستم‌های خنک کننده مایع در خنک‌سازی بهتر عمل می‌کنند، زیرا مایعات توانایی بسیار بالاتری در انتقال گرما دارند. البته، این بدان معنا نیست که خنک کردن هوایی کارایی ندارد. در واقع، برخی از خودروهای برقی محبوب، مانند نیسان لیف، از همین روش سنتی استفاده می‌کنند و مشکل خاصی هم ندارند. اگر چه، باید گفت که در مناطقی با آب و هوای گرم، سیستم‌های خنک کننده مایع عملکرد بهتری دارند.

خودروهای الکتریکی که از مایع خنک‌کننده برای خنک کردن باتری‌های خود استفاده می‌کنند، سیستمی مشابه آنچه در خودروهای معمولی یافت می‌شود، دارند. در خودروهای احتراق داخلی، مایع خنک‌کننده از طریق کانال‌هایی در موتور به گردش در می‌آیند. مایع خنک کننده گرمای موتور را جذب می‌کند و سپس به رادیاتور منتقل می‌شود و در آنجا یک فن هوا را روی آن می‌دمد و آن را خنک می‌کند. این روش خنک کردن وسایل نقلیه کاملاً مؤثر است و حتی وسایل نقلیه احتراق داخلی می‌توانند از گرمای موتور برای گرم کردن کابین خود نیز استفاده کنند.

در خودروهای الکتریکی، باتری قطعه‌ای است که نیاز به خنک شدن دائمی دارد. سیستم خنک کننده مایع خنک کننده را از اطراف باتری عبور می‌دهد و در این فرآیند گرما را جذب می‌کند و سپس آن را به رادیاتور می‌فرستد. هنگامی که مایع خنک کننده داغ به رادیاتور می‌رسد، یک فن با دمیدن در رادیاتور به کاهش دمای مایع کمک می‌کند.

بدیهی است که سیستم‌های خنک کننده هر خودروساز ممکن است با دیگری تفاوت‌هایی داشته باشد و هر کدام از شیوه خاصی برای طراحی خنک کننده اطراف باتری استفاده می‌کنند. توجه به این نکته مهم است که خودروهای الکتریکی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به خودروهای احتراق داخلی دارند، اما سیستم خنک کننده از این قاعده مستثنی است و به صورت مداوم باید سرویس شود.

مایع خنک کننده جدا از انتقال گرما از خوردگی نیز جلوگیری می‌کند. بنابراین، برای محافظت از کانال‌های عبور مایع در سیستم خنک کننده، تازه نگه داشتن مایع درون آن بسیار مهم است. متأسفانه، اکثر افراد نسبت به خودروهای برقی دید درستی ندارند و فکر می‌کنند این ماشین‌ها جعبه‌هایی مهر و موم شده هستند که تنها باید با آن‌ها جابجا شد و دیگر کاری به کارشان نداشت! اما، حقیقت این است که بسیاری از اجزای یک خودرو برقی بسیار شبیه به خودروهای معمولی است و از سرویس کردن و نگهداری از آن نباید غافل شد.

برخی از خودروهای الکتریکی از خنک کننده هوا برای باتری استفاده می‌کنند

خنک کننده مایع برای باتری‌های خودرو برقی قطعاً گزینه پیشرفته‌تر و کارآمدتری است. دمیدن مستقیم هوا روی باتری تا حدودی مشکل گرمایش زیاد را حل می‌کند، اما خنک کننده‌های مایع می‌توانند گرمای بسیار بیشتری را از باتری دور کنند.

با وجود مزایایی که خنک کننده مایع دارد، در برخی از خودروهای الکتریکی مانند نیسان لیف تصمیم گرفته شده تا از خنک کننده هوا استفاده شود. خنک‌کننده هوا در خودروهای برقی با عملکرد بالا، به‌ویژه خودروهای بزرگ با بیش از 800 اسب‌بخار، کمتر استفاده می‌شود و گزینه مناسبی نیست. اما این فناوری در خودروهای کوچک و با توان کم معمولاً کارساز است. به عنوان مثال، نیسان سال‌هاست که مدل لیف را بدون خنک کننده مایع نگه داشته است. در واقع، حتی پس از طراحی مجدد این خودرو نیز همچنان از هوا برای خنک کردن باتری استفاده شده است.