Ανάλυση Τεχνολογίας Θερμικής Διαχείρισης Συσσωρευτών Ισχύος
αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων
1 Ψύξη μπαταρίας
Γενικά, υπάρχουν τρεις κύριες μέθοδοι ψύξης για ηλεκτρικές μπαταρίες αμιγώς ηλεκτρικών οχημάτων: αερόψυξη, υγρή ψύξη και άμεση ψύξη.
1) Η τεχνολογία αερόψυξης (αερόψυξης) χρησιμοποιεί φυσικό άνεμο ή κρύο αέρα που παράγεται από το σύστημα ψύξης του οχήματος για την απομάκρυνση της θερμότητας μέσω μεταφοράς θερμότητας ή αγωγής θερμότητας για την επίτευξη του σκοπού της ψύξης της μπαταρίας. Η τεχνολογία ψύξης αέρα έχει τα χαρακτηριστικά του απλού συστήματος, του χαμηλού κόστους και της εύκολης συντήρησης και χρησιμοποιείται ευρέως.
2) Η τεχνολογία υγρής ψύξης χρησιμοποιεί υγρό ως μέσο μεταφοράς θερμότητας. Το υγρό αφαιρεί τη θερμότητα όταν ρέει μέσα από τους σωλήνες μέσα στην μπαταρία ισχύος. Το υγρό που χρησιμοποιείται στην υγρή ψύξη είναι κυρίως ψυκτικό, το οποίο κυκλοφορεί στο σύστημα ψύξης του οχήματος. Η θερμότητα που αφαιρείται από το ψυκτικό διαχέεται στον αέρα μέσω του ψυγείου. Ορισμένα οχήματα διαθέτουν έναν εναλλάκτη θερμότητας που ονομάζεται Chiller στο σύστημα ψύξης για να συνδέσει το σύστημα ψύξης του οχήματος και το σύστημα ψύξης για να αυξήσει το αποτέλεσμα ψύξης του συστήματος. Σε σύγκριση με την τεχνολογία ψύξης αέρα, η τεχνολογία υγρής ψύξης έχει τα χαρακτηριστικά της ισχυρής ικανότητας ψύξης, της καλής ομοιομορφίας και της γρήγορης ταχύτητας.
3) Η τεχνολογία άμεσης ψύξης χρησιμοποιεί το ψυκτικό μέσο στο σύστημα ψύξης για να αφαιρέσει απευθείας τη θερμότητα της μπαταρίας ισχύος και, στη συνέχεια, εγκαθιστά μια βαλβίδα εκτόνωσης και έναν εξατμιστή μέσα στην μπαταρία ισχύος. Το ψυκτικό εξατμίζεται στον εξατμιστή για να απορροφήσει τη θερμότητα. Δεδομένου ότι η τεχνολογία άμεσης ψύξης δεν διαθέτει εναλλάκτη θερμότητας στην τεχνολογία υγρής ψύξης, η άμεση ψύξη είναι πιο αποτελεσματική. Ωστόσο, όταν η μπαταρία του ρεύματος ψύχεται, ένα μέρος του ψυκτικού στο σύστημα ψύξης πρέπει να εκτραπεί, κάτι που θα επηρεάσει το αποτέλεσμα ψύξης του θαλάμου επιβατών και θα μειώσει την άνεση.
2 Θέρμανση μπαταρίας
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι τεχνολογιών θέρμανσης μπαταρίας: η αυτοθέρμανση της μπαταρίας και η χρήση εξωτερικών θερμαντικών στοιχείων. Η αυτοθέρμανση της μπαταρίας, όπως υποδηλώνει το όνομα, χρησιμοποιεί τη θερμότητα που παράγεται από την μπαταρία κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση για να αυξήσει τη θερμοκρασία της μπαταρίας, αλλά αυτή η μέθοδος έχει αργή απόδοση θέρμανσης και έχει ουσιαστικά εγκαταλειφθεί.
Η χρήση εξωτερικών θερμαντικών στοιχείων χρησιμοποιεί κυρίως φιλμ θέρμανσης και PTC. Το θερμαντικό φιλμ βρίσκεται κοντά στην επιφάνεια της μονάδας μπαταρίας και παράγει θερμότητα για να αυξήσει τη θερμοκρασία της μπαταρίας όταν ενεργοποιείται. Η μέθοδος θέρμανσης της μπαταρίας είναι παρόμοια με τη μέθοδο ψύξης και υπάρχουν επίσης τρεις τύποι: θέρμανση αέρα, θέρμανση νερού και άμεση θέρμανση ψυκτικού.
3 Σύστημα Θερμικής Διαχείρισης
Κατά την ψύξη και τη θέρμανση της μπαταρίας, διαφορετικές μέθοδοι μπορούν να επιλεγούν ανεξάρτητα, αλλά καθώς η ενσωμάτωση των οχημάτων γίνεται όλο και μεγαλύτερη, προβάλλονται υψηλότερες απαιτήσεις και για το σύστημα θερμικής διαχείρισης του οχήματος. Επομένως, έχει προκύψει ένα σύστημα θερμικής διαχείρισης που μπορεί να πραγματοποιήσει τόσο την ψύξη όσο και τη θέρμανση της μπαταρίας. Ορισμένα οχήματα έχουν αναπτύξει ακόμη και ένα εξαιρετικά ενσωματωμένο σύστημα θερμικής διαχείρισης χρησιμοποιώντας κλιματιστικά αντλίας θερμότητας, το οποίο συνδυάζει οργανικά τα τρία κύρια συστήματα του συστήματος ψύξης οχημάτων, ψύξης/θέρμανσης μπαταρίας και ψύξης και θέρμανσης χώρου επιβατών.
Αρχιτεκτονική Συστήματος Θερμικής Διαχείρισης
Η αρχιτεκτονική του συστήματος θερμικής διαχείρισης ενός αμιγώς ηλεκτρικού οχήματος φαίνεται στο Σχήμα 1. Αυτό το σύστημα θερμικής διαχείρισης χρησιμοποιεί κλιματιστικά αντλίας θερμότητας για να πραγματοποιήσει την άμεση ψύξη και θέρμανση των μπαταριών, την ψύξη του συστήματος ηλεκτρικής κίνησης και την ψύξη και θέρμανση του χώρο επιβατών. Στο κύκλωμα ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης, έχει δημιουργηθεί ένα ξεχωριστό κύκλωμα ψύξης νερού, το οποίο συνδέεται με το σύστημα αντλίας θερμότητας μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας πλάκας για μεταφορά θερμότητας, ο οποίος μπορεί να πραγματοποιήσει λειτουργίες ανάκτησης απορριπτόμενης θερμότητας και θέρμανσης στασιμότητας. τον κρύο χειμώνα, προκειμένου να λυθεί το πρόβλημα της κακής επίδρασης θέρμανσης των κλιματιστικών αντλιών θερμότητας, το PTC ταιριάζει για να αυξήσει το αποτέλεσμα θέρμανσης του θαλάμου επιβατών. Αυτό το σύστημα διαχείρισης θερμότητας μπορεί να καλύψει τις ανάγκες ψύξης και θέρμανσης σε πολλαπλούς τρόπους λειτουργίας.
Αρχή συστήματος θερμικής διαχείρισης
Επειδή το σύστημα έχει πολλαπλούς τρόπους λειτουργίας, αυτό το άρθρο εισάγει μόνο την αρχή λειτουργίας των λειτουργιών ψύξης και θέρμανσης της μπαταρίας ή του χώρου επιβατών.
1) Αρχή ψύξης μπαταρίας ισχύος. Όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι υψηλή και χρειάζεται ψύξη, ανοίγουν η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ψύξης του κλιματιστικού, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ανταλλαγής θερμότητας αέρα, η ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα μπαταρίας και η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ψύξης μπαταρίας στο σύστημα (η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα θέρμανσης μπαταρίας είναι κλειστή). Όταν το ψυκτικό ρέει μέσω της ηλεκτρονικής βαλβίδας εκτόνωσης της μπαταρίας, διαστέλλεται μέσω στραγγαλισμού, εξατμίζεται και απορροφά θερμότητα στον εναλλάκτη θερμότητας της πλάκας της μπαταρίας και αφαιρεί τη θερμότητα για να επιτευχθεί ο σκοπός της ψύξης της μπαταρίας. Εάν η καμπίνα επιβατών έχει επίσης ανάγκες ψύξης αυτή τη στιγμή, απλώς ανοίξτε την ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα ψύξης (κλείστε την ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα θέρμανσης κλιματισμού) και μέρος του ψυκτικού εξατμίζεται και απορροφά θερμότητα στον εξατμιστή του αυτοκινήτου για να επιτευχθεί ψύξη του θαλάμου επιβατών.
2) Αρχή θέρμανσης μπαταρίας ισχύος. Όταν η θερμοκρασία της μπαταρίας είναι χαμηλή και χρειάζεται θέρμανση, ανοίγουν η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα θέρμανσης μπαταρίας, η ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα μπαταρίας, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ανταλλαγής θερμότητας πηγής νερού και η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα θέρμανσης κλιματισμού στο σύστημα (η ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα θέρμανσης, κλιματισμός Η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ψύξης, η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα ανταλλαγής θερμότητας αέρα και η ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα ψύξης είναι κλειστές) και το ψυκτικό υγρό υψηλής θερμοκρασίας που συμπιέζεται από τον συμπιεστή ρέει μέσω του εναλλάκτη θερμότητας της πλάκας της μπαταρίας για να θερμάνει τη μπαταρία χαμηλής θερμοκρασίας. Μετά τη θέρμανση, η θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου πέφτει, ρέει μέσω του εναλλάκτη θερμότητας πλάκας, απορροφά θερμότητα από το κύκλωμα ηλεκτρικής μετάδοσης κίνησης και πραγματοποιεί ανάκτηση απορριπτόμενης θερμότητας. Εάν η καμπίνα επιβατών πρέπει επίσης να θερμανθεί αυτή τη στιγμή, απλώς ανοίξτε την ηλεκτρονική εκτονωτική βαλβίδα θέρμανσης και μέρος του ψυκτικού υγρού υψηλής θερμοκρασίας ρέει μέσω του συμπυκνωτή στο αυτοκίνητο, απελευθερώνει θερμότητα στον χώρο επιβατών και στη συνέχεια συγχωνεύεται με την μπαταρία θέρμανση ψυκτικού μέσου μπροστά από τον πλακοειδή εναλλάκτη θερμότητας για να συνεχίσει να συμμετέχει στον κύκλο. Εάν η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πολύ χαμηλή, το σύστημα ενεργοποιεί το PTC για να βοηθήσει στη θέρμανση του χώρου επιβατών.
