Καθώς το μερίδιο αγοράς των ηλεκτρικών οχημάτων συνεχίζει να αυξάνεται, οι αυτοκινητοβιομηχανίες μετατοπίζουν σταδιακά την εστίαση της Έρευνας και Ανάπτυξης στις μπαταρίες ισχύος και στον έξυπνο έλεγχο. Λόγω των χημικών χαρακτηριστικών της μπαταρίας ισχύος, η θερμοκρασία θα έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στην απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης και στην ασφάλεια της μπαταρίας ισχύος. Επομένως, κατά την ανάπτυξη ηλεκτρικών οχημάτων, ο σχεδιασμός του συστήματος θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας έχει υψηλότερη προτεραιότητα. Με βάση την υπάρχουσα δομή του συστήματος θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας ηλεκτρικών οχημάτων, σε συνδυασμό με την τεχνολογία του συστήματος αντλίας θερμότητας οκτάδρομης βαλβίδας της Tesla, αναλύεται η αρχή λειτουργίας της μπαταρίας ισχύος και τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του συστήματος θερμικής διαχείρισης. Υπάρχουν προβλήματα όπως η απώλεια ισχύος του κρύου αυτοκινήτου, η μικρή αυτονομία και η μειωμένη ισχύς φόρτισης, και προτείνεται ένα σχέδιο βελτιστοποίησης για το σύστημα θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας ισχύος.
Λόγω της μη βιωσιμότητας των παραδοσιακών πηγών ενέργειας και της αυξανόμενης περιβαλλοντικής ρύπανσης, οι κυβερνήσεις και οι κατασκευαστές αυτοκινήτων σε διάφορες χώρες έχουν επιταχύνει τη μετάβαση σε οχήματα νέας ενέργειας, εστιάζοντας στην προώθηση της ανάπτυξης ηλεκτρικών οχημάτων που κινούνται κυρίως με καθαρή ηλεκτρική ενέργεια. Καθώς το μερίδιο αγοράς των ηλεκτρικών οχημάτων συνεχίζει να αυξάνεται, οι μπαταρίες ισχύος και ο έξυπνος έλεγχος γίνονται η τάση τεχνολογικής ανάπτυξης των ηλεκτρικών οχημάτων. Δεν βρέθηκε καλύτερη λύση. Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά βενζινοκίνητα οχήματα, τα ηλεκτρικά οχήματα δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν την απορριπτόμενη θερμότητα για τη θέρμανση της καμπίνας και της μπαταρίας. Επομένως, στα ηλεκτρικά οχήματα, όλες οι δραστηριότητες θέρμανσης πρέπει να ολοκληρωθούν μέσω θέρμανσης και πηγών ενέργειας. Επομένως, ο τρόπος βελτίωσης της αξιοποίησης της υπόλοιπης ενέργειας του οχήματος καθίσταται ένα σημαντικό ζήτημα με τα συστήματα θερμικής διαχείρισης των αυτοκινήτων.
Οσύστημα θερμικής διαχείρισης ηλεκτρικών οχημάτωνΡυθμίζει τη θερμοκρασία διαφόρων μερών του οχήματος διαχειριζόμενο τη ροή θερμότητας, συμπεριλαμβανομένου κυρίως του ελέγχου θερμοκρασίας του κινητήρα, της μπαταρίας και του πιλοτηρίου του οχήματος. Το σύστημα μπαταρίας και το πιλοτήριο πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την αμφίδρομη ρύθμιση του κρύου και του ζεστού αέρα, ενώ το σύστημα του κινητήρα χρειάζεται να λαμβάνει υπόψη μόνο την απαγωγή θερμότητας. Τα περισσότερα από τα πρώτα συστήματα θερμικής διαχείρισης των ηλεκτρικών οχημάτων ήταν αερόψυκτα συστήματα απαγωγής θερμότητας. Αυτός ο τύπος συστήματος θερμικής διαχείρισης έλαβε ως κύριο στόχο σχεδιασμού του συστήματος τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του πιλοτηρίου και σπάνια έλαβε υπόψη τον έλεγχο της θερμοκρασίας του κινητήρα και της μπαταρίας, σπαταλώντας την ισχύ του τριηλεκτρικού συστήματος κατά τη λειτουργία. Καθώς η ισχύς του κινητήρα και της μπαταρίας αυξάνεται, το αερόψυκτο σύστημα απαγωγής θερμότητας δεν μπορεί πλέον να καλύψει τις βασικές ανάγκες θερμικής διαχείρισης του οχήματος και το σύστημα θερμικής διαχείρισης έχει εισέλθει στην εποχή της υγρής ψύξης. Το σύστημα υγρής ψύξης όχι μόνο βελτιώνει την απόδοση απαγωγής θερμότητας, αλλά αυξάνει και το σύστημα μόνωσης της μπαταρίας. Ελέγχοντας το σώμα της βαλβίδας, το σύστημα υγρής ψύξης μπορεί όχι μόνο να ελέγχει ενεργά την κατεύθυνση της θερμότητας, αλλά και να αξιοποιεί πλήρως την ενέργεια μέσα στο όχημα.
Η θέρμανση της μπαταρίας και του πιλοτηρίου χωρίζεται κυρίως σε τρεις μεθόδους θέρμανσης: θέρμανση με θερμίστορ συντελεστή θερμοκρασίας (PTC), θέρμανση με ηλεκτρική μεμβράνη θέρμανσης και θέρμανση με αντλία θερμότητας. Λόγω των χημικών χαρακτηριστικών της μπαταρίας ισχύος των ηλεκτρικών οχημάτων, θα υπάρξουν προβλήματα όπως απώλεια ισχύος του κρύου αυτοκινήτου, μικρή αυτονομία πλεύσης και μειωμένη ισχύς φόρτισης υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι τα ηλεκτρικά οχήματα μπορούν να επιτύχουν κατάλληλες συνθήκες λειτουργίας υπό διάφορες ακραίες συνθήκες, για να καλυφθούν οι ανάγκες χρήσης, το σύστημα θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας πρέπει να βελτιωθεί και να βελτιστοποιηθεί για συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας.
Μέθοδος ψύξης μπαταρίας
Ανάλογα με τα διαφορετικά μέσα μεταφοράς θερμότητας, το σύστημα θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας μπορεί να χωριστεί σε τρεις τύπους: σύστημα θερμικής διαχείρισης αέρα-μέσου, σύστημα θερμικής διαχείρισης υγρού-μέσου και σύστημα θερμικής διαχείρισης υλικού αλλαγής φάσης, ενώ το σύστημα θερμικής διαχείρισης αέρα-μέσου μπορεί να χωριστεί σε σύστημα φυσικής ψύξης και σύστημα ψύξης αέρα. Υπάρχουν 2 τύποι συστημάτων ψύξης.
Η θέρμανση του θερμίστορ PTC πρέπει να τοποθετήσει τη μονάδα θέρμανσης του θερμίστορ PTC και την μονωτική επίστρωση γύρω από την μπαταρία. Όταν η μπαταρία του οχήματος χρειάζεται να θερμανθεί, το σύστημα ενεργοποιεί τον θερμίστορ PTC για να παράγει θερμότητα και στη συνέχεια διοχετεύει αέρα μέσα από τον PTC μέσω ενός ανεμιστήρα (Θερμαντήρας ψυκτικού PTC/Θερμαντήρας αέρα PTCΤα πτερύγια θέρμανσης του θερμίστορ τη θερμαίνουν και τελικά οδηγούν τον ζεστό αέρα στην μπαταρία για να κυκλοφορήσει στο εσωτερικό της, θερμαίνοντας έτσι την μπαταρία.
Ώρα δημοσίευσης: 19 Μαΐου 2023
