Rozdíly v systémech tepelného managementu mezi novými energetickými vozidly a konvenčními vozidly
Vzhledem k tomu, že poptávka na trhu neustále roste, nastavují se vyšší standardy spolehlivosti produktů. U nových energetických vozidel je baterie nejkritičtější součástí; jeho odolnost a dojezd jsou pro uživatele primárním zájmem a řízení teploty je klíčovou technologií ovlivňující životnost baterie i dojezd za chladného-počasí. Tento článek analyzuje technologie systému tepelného managementu pro nové baterie energetických vozidel.
Přehled systémů tepelného managementu Power Battery
Přísné požadavky kladené na systémy tepelného managementu baterií u elektrických vozidel vedly k neustálému technologickému pokroku v této oblasti. Klíčovým aspektem tohoto pokroku je optimalizace struktur pro odvod tepla baterií. Pohonná jednotka elektrického vozidla se skládá z různých součástí-včetně bateriových modulů a elektromotorů{3}}, které generují značný výkon a teplo. Vzhledem k jejich velkým rozměrům a značnému teplu generovanému během provozu vyžadují baterie účinná opatření pro chlazení a odvod tepla, aby byl zajištěn optimální výkon. Implementace tepelného managementu nejen prodlužuje životnost napájecích baterií, ale také účinně snižuje energetické ztráty.
Rozdíly od tepelného managementu v konvenčních vozidlech
Tepelné řízení v konvenčních vozidlech je relativně jednoduché, postrádá složité řídicí systémy nebo složité komponenty. Jeho primárním cílem je jednoduše udržovat teplotu motoru v optimálním provozním rozsahu; vytápění kabiny se spoléhá na odpadní teplo generované motorem a nevyžaduje žádnou další spotřebu energie.
Nová energetická vozidla (NEV) se výrazně liší od konvenčních vozidel z hlediska systémové architektury. To vyžaduje náročnější požadavky na rozvržení a instalaci součástí a také na větší prostor v motorovém prostoru-, což je problém spojený s různorodými charakteristikami různých typů NEV. Čistě elektrická vozidla například postrádají motor, který by poháněl cirkulaci chladicí kapaliny nebo poskytoval odpadní teplo pro vytápění kabiny.
Hybridní vozidla představují své vlastní jedinečné výzvy; kvůli specifickým řídicím strategiím nemusí motor běžet neustále, což znamená, že nemůže trvale zajišťovat cirkulaci chladicí kapaliny ani poskytovat-zdroj tepla pro kabinu v reálném čase. V důsledku toho jsou systémy tepelného managementu NEV začleněny nezávisleelektrická vodní čerpadlak řízení cirkulace chladicí kapaliny. Vytápění kabiny se obvykle dosahuje elektrickým vytápěním: vyhrazenýmPTCTopení (kladný teplotní koeficient) ohřívá chladicí kapalinu, která pak cirkuluje do topného tělesa vozidla, aby poskytovalo teplo-v současnosti převládající metoda. Alternativní přístup zahrnuje přímé ohřívání vzduchu procházejícího výparníkem a jeho vhánění do kabiny pomocí ventilátoru; tato metoda se však používá zřídka kvůli obavám o bezpečnost týkající se interiéru vozidla.
Provozní režimy jednotky-chlazené vodou
Systém řízení teploty baterie (TMS) nabízí dva provozní režimy-chlazení a vlastní-cirkulaci-, aby byly splněny různé požadavky na řízení teploty baterie.
Režim chlazení: Tento režim využívá k chlazení chladiva-princip kompresního chlazení. Po připojení k okruhu chladicí kapaliny deskový výměník tepla usnadňuje chlazení chladicí kapaliny, zatímco vodní čerpadlo pohání chladicí kapalinu, aby ochlazovala baterii, čímž účinně řeší problémy, jako jsou vysoké okolní teploty nebo nadměrné zvýšení teploty způsobené nabíjením a vybíjením.
Režim vlastního-cirkulace: Kompresor zůstává neaktivní; vodní čerpadlo samo o sobě pohání cirkulaci chladicí kapaliny a zajišťuje chlazení baterie během období nízké tepelné zátěže.
Strategie řízení: Řídicí jednotka se připojuje k systému správy baterií (BMS) prostřednictvím komunikace CAN pro příjem a interpretaci zpráv BMS. Na základě analyzovaných parametrů a vestavěných{1}} strategií řízení řídí ovladač kompresor a reguluje otáčky ventilátoru a vodního čerpadla prostřednictvím komunikace PWM, aby automaticky upravil výstupní výkon. Současně přenáší data o stavu regulátoru zpět do BMS, aby bylo zajištěno, že budou splněny potřeby tepelného managementu baterie.
Kontrolní proces
Od cirkulace chladicí kapaliny poháněné elektrickými vodními čerpadly a parního-kompresního chlazení pomocí kompresorů až po-nastavování otáček ventilátoru a čerpadel v reálném čase pomocí ovladače TMS-usnadněného komunikací CAN s BMS-tepelný management baterie v nových energetických vozidlech se vyvíjí od jednoduchého řízení teploty k inteligentnímu režimu koordinace-. V důsledku toho se kompresory, ventily, tepelné výměníky a integrované řídicí algoritmy staly kritickými faktory určujícími životnost baterie a jízdní dosah při nízkých-teplotách.
