Struktura in princip delovanja
sistem za upravljanje toplote baterije
Ne glede na to, ali je zima ali poletje, je običajna delovna temperatura baterije 25 stopinj ±5 stopinj. Pozimi ga mora ogrevati oprema za toplotno upravljanje baterije, ciljna temperatura vode za ogrevanje pa je 25 stopinj ±5 stopinj; poleti ga je treba ohladiti z opremo za termično upravljanje baterije, ciljna temperatura vode za hlajenje pa je tudi 25 stopinj ±5 stopinj. V nadaljevanju so predstavljene tri vrste tekočinsko hlajenih (ogrevanih) sistemov toplotnega upravljanja baterij, ki se običajno uporabljajo v avtobusih. Vsi ti trije tipi upravljanja toplote baterije so integrirani sistemi ogrevanja in hlajenja. V skladu z zahtevami glede uporabe in temperature okolice čisto električnih avtobusov, ko je treba sistem ohladiti, se sredstvo proti zmrzovanju neposredno ohladi s toplotnim izmenjevalnikom sistema za upravljanje toplote baterije; ko je treba sistem segreti, PTC električni grelnik tekočine, ki je zaporedno povezan v sistemu za kroženje vode s toplotnim upravljanjem baterije, segreva antifriz.
Preprosta oblika enote
Preprosta enota vključuje ploščni izmenjevalnik toplote, vodno črpalko, ventilator in PTC električni grelnik tekočine. Njegov princip je prikazan na sliki 1, njegova sestava pa na sliki 1.
1- Ploščni izmenjevalnik toplote; 2, 5- elektromagnetni ventil; 3, 4- Senzor temperature vode; 6- PTC; 7- Ventilator; 8- krmilnik; 9- Vodna črpalka
Ko sistem enostavne enote prejme hladilni signal, se odpre elektromagnetni ventil 2, zapre elektromagnetni ventil 5 in začneta delovati ventilator in vodna črpalka, ki odvaja hladen zrak iz kanala klimatske naprave skozi kanal, hladen zrak pa dokonča izmenjavo toplote z antifriz v sistemu skozi ploščni izmenjevalnik toplote v enoti, nato pa se antifriz pošlje v izmenjevalnik toplote znotraj akumulatorja skozi vodno črpalko, da se doseže namen znižanja temperature akumulatorja. Ko je prejet signal za ogrevanje, se elektromagnetni ventil 2 zapre, elektromagnetni ventil 5 odpre, električni grelnik tekočine PTC in vodna črpalka znotraj enote pa začneta delovati za ogrevanje antifriza v sistemu. Enako kot princip hladilnega cikla se izmenjava toplote med antifrizom in ploščo za izmenjavo toplote znotraj akumulatorja uporablja za doseganje namena ogrevanja akumulatorja.
Poleg ogrevanja in hlajenja imajo vodno hlajene enote na splošno tudi funkcijo samocirkulacije, predvsem za reševanje problema prevelike temperaturne razlike v bateriji. Po prejemu navodil o samokroženju od BMS, PTC električni grelnik tekočine in ventilator prenehata delovati, vodna črpalka deluje normalno, kanal proti zmrzovanju se odpre in vodni tokokrog kroži sam, da se prepreči prevelika temperaturna razlika znotraj baterije.
Preprosta enota ima preprosto strukturo in relativno nizko ceno. Vendar pa je zaradi pomanjkanja neodvisnega hladilnega sistema treba iz predelka črpati hladen zrak, da se zniža temperatura proti zmrzovanju, kar ima za posledico majhno hladilno zmogljivost. Poleg tega na preprosto enoto vpliva tudi delovno stanje klimatske naprave, njena uporaba pa ima omejitve.
Enostavna enota ima slabo hladilno zmogljivost in majhno moč hlajenja (običajno manj kot 2 kW) in je primerna za hibridne avtobuse, ki uporabljajo baterije s počasnim polnjenjem z nizko stopnjo polnjenja in praznjenja baterije.