Διαφορές στα συστήματα θερμικής διαχείρισης μεταξύ οχημάτων νέας ενέργειας και συμβατικών οχημάτων
Καθώς η ζήτηση της αγοράς συνεχίζει να αυξάνεται, τίθενται υψηλότερα πρότυπα για την αξιοπιστία των προϊόντων. Για νέα ενεργειακά οχήματα, η μπαταρία είναι το πιο κρίσιμο στοιχείο. Η ανθεκτικότητά του και η εμβέλεια οδήγησης είναι πρωταρχικά μέλημα των χρηστών και η θερμική διαχείριση είναι μια βασική τεχνολογία που επηρεάζει τόσο τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας όσο και το εύρος κρύου-καιρού. Αυτό το άρθρο αναλύει τεχνολογίες συστημάτων θερμικής διαχείρισης για μπαταρίες οχημάτων νέας ενέργειας.
Επισκόπηση Συστημάτων Θερμικής Διαχείρισης Μπαταριών Ισχύος
Οι αυστηρές απαιτήσεις που επιβάλλονται στα συστήματα θερμικής διαχείρισης μπαταριών από ηλεκτρικά οχήματα έχουν οδηγήσει σε συνεχείς τεχνολογικές εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα. Μια βασική πτυχή αυτής της προόδου είναι η βελτιστοποίηση των δομών απαγωγής θερμότητας της μπαταρίας. Το σύστημα μετάδοσης κίνησης ενός ηλεκτρικού οχήματος περιλαμβάνει διάφορα εξαρτήματα-συμπεριλαμβανομένων μονάδων μπαταρίας και ηλεκτροκινητήρων-που παράγουν σημαντική ισχύ και θερμότητα. Δεδομένου του μεγάλου μεγέθους τους και της σημαντικής θερμότητας που παράγεται κατά τη λειτουργία, οι μπαταρίες απαιτούν αποτελεσματικά μέτρα ψύξης και απαγωγής θερμότητας για να διασφαλιστεί η βέλτιστη απόδοση. Η εφαρμογή θερμικής διαχείρισης όχι μόνο επεκτείνει τη διάρκεια ζωής των μπαταριών ισχύος αλλά και μειώνει αποτελεσματικά την απώλεια ενέργειας.
Διαφορές από τη θερμική διαχείριση στα συμβατικά οχήματα
Η διαχείριση της θερμότητας στα συμβατικά οχήματα είναι σχετικά απλή, χωρίς πολύπλοκα συστήματα ελέγχου ή περίπλοκα εξαρτήματα. Ο πρωταρχικός του στόχος είναι απλώς να διατηρεί τη θερμοκρασία του κινητήρα σε ένα βέλτιστο εύρος λειτουργίας. Η θέρμανση της καμπίνας βασίζεται στην απορριπτόμενη θερμότητα που παράγεται από τον κινητήρα, χωρίς να απαιτείται πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας.
Τα New Energy Vehicles (NEV) διαφέρουν σημαντικά από τα συμβατικά οχήματα όσον αφορά την αρχιτεκτονική του συστήματος. Αυτό απαιτεί πιο απαιτητικές απαιτήσεις για τη διάταξη και την εγκατάσταση εξαρτημάτων, καθώς και αυξημένο χώρο εντός του χώρου του κινητήρα-μια πρόκληση που επιδεινώνεται από τα διαφορετικά χαρακτηριστικά των διαφορετικών τύπων NEV. Τα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα, για παράδειγμα, δεν διαθέτουν κινητήρα που να οδηγεί την κυκλοφορία του ψυκτικού ή να παρέχει σπατάλη θερμότητας για τη θέρμανση της καμπίνας.
Τα υβριδικά οχήματα παρουσιάζουν τις δικές τους μοναδικές προκλήσεις. Λόγω συγκεκριμένων στρατηγικών ελέγχου, ο κινητήρας μπορεί να μην λειτουργεί συνεχώς, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να οδηγήσει με συνέπεια την κυκλοφορία του ψυκτικού ή να παρέχει μια πηγή θερμότητας σε πραγματικό χρόνο για την καμπίνα. Κατά συνέπεια, τα συστήματα θερμικής διαχείρισης NEV ενσωματώνουν ανεξάρτηταηλεκτρικές αντλίες νερούγια να οδηγήσει την κυκλοφορία του ψυκτικού. Η θέρμανση καμπίνας επιτυγχάνεται συνήθως μέσω ηλεκτρικής θέρμανσης: μια ειδικήPTCΟ θερμαντήρας (Θετικός Συντελεστής Θερμοκρασίας) θερμαίνει το ψυκτικό υγρό, το οποίο στη συνέχεια κυκλοφορεί στον πυρήνα του θερμαντήρα του οχήματος για να παρέχει ζεστασιά-την τρέχουσα μέθοδο που επικρατεί. Μια εναλλακτική προσέγγιση περιλαμβάνει την απευθείας θέρμανση του αέρα που διέρχεται από τον εξατμιστή και την εμφύσηση του στην καμπίνα χρησιμοποιώντας έναν ανεμιστήρα. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια λόγω ανησυχιών για την ασφάλεια του εσωτερικού του οχήματος.
Νερό-Τρόποι λειτουργίας μονάδας ψύξης
Το σύστημα θερμικής διαχείρισης μπαταρίας (TMS) διαθέτει δύο τρόπους λειτουργίας-ψύξης και αυτο{1}}κυκλοφορίας-για την αντιμετώπιση ποικίλων απαιτήσεων θερμικής διαχείρισης μπαταρίας.
Λειτουργία ψύξης: Αυτή η λειτουργία χρησιμοποιεί την αρχή της ψύξης με συμπίεση ατμού για την ψύξη του ψυκτικού. Μόλις συνδεθεί στο κύκλωμα ψυκτικού, ένας πλακοειδής εναλλάκτης θερμότητας διευκολύνει την ψύξη του ψυκτικού, ενώ μια αντλία νερού οδηγεί το ψυκτικό για να κρυώσει την μπαταρία, διαχειριζόμενος αποτελεσματικά ζητήματα όπως υψηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος ή υπερβολικές αυξήσεις θερμοκρασίας που προκαλούνται από τη φόρτιση και την εκφόρτιση.
Αυτο-Λειτουργία κυκλοφορίας: Ο συμπιεστής παραμένει ανενεργός. Η αντλία νερού από μόνη της οδηγεί την κυκλοφορία του ψυκτικού για να παρέχει ψύξη της μπαταρίας σε περιόδους χαμηλού θερμικού φορτίου.
Στρατηγική ελέγχου: Ο ελεγκτής συνδέεται με το σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS) μέσω επικοινωνίας CAN για λήψη και ερμηνεία μηνυμάτων BMS. Με βάση τις αναλυμένες παραμέτρους και τις ενσωματωμένες- στρατηγικές ελέγχου, ο ελεγκτής διαχειρίζεται τον συμπιεστή και ρυθμίζει τις ταχύτητες του ανεμιστήρα και της αντλίας νερού μέσω επικοινωνίας PWM για αυτόματη προσαρμογή της ισχύος εξόδου. Ταυτόχρονα, μεταδίδει δεδομένα κατάστασης του ελεγκτή πίσω στο BMS για να διασφαλίσει ότι καλύπτονται οι ανάγκες θερμικής διαχείρισης της μπαταρίας.
Διαδικασία Ελέγχου
Από την κυκλοφορία ψυκτικού με ηλεκτρικές αντλίες νερού και ατμούς-ψύξη συμπίεσης μέσω συμπιεστών μέχρι την πραγματική-ρύθμιση των στροφών του ανεμιστήρα και της αντλίας από τον ελεγκτή TMS-που διευκολύνεται από την επικοινωνία CAN με το BMS{3}}θερμική διαχείριση μπαταρίας σε νέα ενεργειακά οχήματα. Κατά συνέπεια, οι συμπιεστές, οι βαλβίδες, οι εναλλάκτες θερμότητας και οι ενσωματωμένοι αλγόριθμοι ελέγχου έχουν γίνει κρίσιμοι παράγοντες που καθορίζουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και το εύρος οδήγησης χαμηλής{{6} θερμοκρασίας.
