Spôsoby tepelného manažmentu a vykurovania nových energetických batérií vozidiel
Tepelný manažment batérie
V skutočnosti je najvhodnejšia pracovná teplota batérie medzi 15-40 stupňami , ale skutočné pracovné prostredie automobilu je veľmi široké a pohybuje sa od mínus 20 stupňov do 55 stupňov . V súčasnosti existujú rôzne riešenia, ale hlavným účelom sú tri funkcie na dosiahnutie tepelného manažmentu:
Odvod tepla:Keď je teplota príliš vysoká, kapacita batérie sa zníži a riziko úniku tepla sa zvýši, takže pri príliš vysokej teplote je potrebný odvod tepla.
Kúrenie:Keď je teplota príliš nízka, kapacita batérie sa tiež zníži. Nabíjanie v tomto čase tiež spôsobí vnútorný skrat, ktorý môže spôsobiť tepelný únik. Preto je pri príliš nízkej teplote potrebné vykurovanie (alebo izolácia).
Konzistencia teploty:Napájacie batérie sa musia snažiť zabezpečiť, aby teplotný rozdiel medzi článkami bol čo najmenší.
Nízkoteplotné prostredie má veľký vplyv na vozidlá a napájacie batérie. Nízka teplota zníži kapacitu vybíjania batérie, čím ovplyvní dojazd. Ovplyvní to aj výkon vozidla, rekuperáciu energie atď.
Prirodzené vyhrievanie batérie:Využite teplo generované samotnou batériou počas nabíjania a vybíjania na zvýšenie teploty batérie. Tento spôsob vykurovania je pomalý a v podstate ho opustili bežní výrobcovia s výnimkou skorých modelov a nízkonákladových vozidiel.
Ohrievanie vzduchom:Pomocou externej klimatizácie vyfukujte horúci vzduch na reguláciu teploty vo vnútri batérie. Táto technológia si však vyžaduje prísny dizajn vzduchových kanálov v batérii. Efekt zahrievania batérie je relatívne pomalý. Ak dizajn nie je dobrý, ľahko sa to stane. Miestna teplota je príliš vysoká.
Vyhrievacie zariadenie v akumulátore:Vykurovací systém pozostáva prevažne z vykurovacích telies a okruhov, z ktorých najdôležitejšou časťou je vykurovacie teleso.
Bežné vykurovacie prvky zahŕňajú vykurovacie prvky s premenlivým odporom a vykurovacie prvky s konštantným odporom. Prvý sa zvyčajne nazýva PTC (pozitívny teplotný koeficient) a druhý je vykurovací film zvyčajne zložený z kovových vykurovacích drôtov, ako je silikónový vykurovací film a flexibilný elektrický ohrev. membrána atď. Metóda PTC alebo vykurovacej fólie má zvyčajne dobrý vykurovací účinok a vysokú rýchlosť. Dôjde však aj k nerovnomernému nárastu teploty batérie. Nárast teploty jadra batérie v blízkosti zdroja vykurovania bude výrazne vyšší ako nárast teploty jadra batérie ďaleko od zdroja vykurovania. Najmä je vyhrievacia fólia tesne pripojená k povrchu batériového modulu na ohrev. Preto existujú aj určité požiadavky na štruktúru odvádzania tepla v batérii.
PTC je široko používaný vďaka jeho bezpečnému použitiu, vysokej účinnosti premeny tepla, rýchlemu nárastu teploty, bez otvoreného plameňa a automatickej konštantnej teplote. Jeho nízka cena je priaznivým faktorom pre súčasné drahšie napájacie batérie. Vyhrievacie teleso PTC je však veľké a zaberá veľký priestor vo vnútri batériového systému. Izolačná flexibilná elektrická vykurovacia fólia je ďalším typom ohrievača, ktorý je možné ohýbať podľa akéhokoľvek tvaru obrobku, čím sa zabezpečí tesný kontakt s obrobkom a maximálny prenos tepelnej energie. Silikónová vykurovacia fólia je flexibilný tenký povrchový vykurovací prvok, ale musí byť v úplne tesnom kontakte s predmetom, ktorý sa má ohrievať, a jeho bezpečnosť je horšia ako PTC.
Kvapalinový cirkulačný ohrev: Kvapalinou chladené akumulátory zaujímajú hlavné miesto vďaka ich dobrému vykurovaciemu účinku, rovnomernému rozloženiu tepla, bezpečnosti a spoľahlivosti. Vnútorná štruktúra batérie bude navrhnutá s vodnými kanálikmi, ktoré prispievajú k rozptylu tepla, pričom teplo odvádzajú rovnomerne do súpravy batérií, aby sa dosiahlo rovnomerné zvýšenie teploty batérie.
