Vrste sistemov za toplotno upravljanje baterij
Različne metode toplotnega upravljanja baterije vključujejo različno število delov, struktur in postavitev. Različne vrste sistemov za upravljanje toplote so izbrane glede na stroške razvoja vozila, težo vozila in zahteve glede prostora. Glavne tehnične poti so naslednjih pet vrst:
1. Vrsta neposrednega hlajenja
Sistem neposrednega hlajenja, imenovan tehnologija neposrednega hlajenja baterije, je vgrajen hladilni uparjalnik znotraj baterije, ki je s cevovodom povezan s klimatskim sistemom. Ko je treba baterijo ohladiti, se kompresor uporablja za pošiljanje stisnjenega hladilnega sredstva v uparjalnik znotraj baterije in nato odvzem toplote znotraj baterije, da se doseže hladilni učinek. Sistem ima prednosti kompaktne zgradbe, dobrega hladilnega učinka, majhnega števila delov (potreben je samo en vstopni in en izstopni hladilni vod), majhne teže itd. Slabost tega sistema pa je, da ne more segrevati baterije pod V pogojih nizke temperature pod ničlo je kondenzirana voda, ki nastane med postopkom hlajenja, nezaščitena, enakomernost temperature hladilnega sredstva pa je težko nadzorovati. Hladilni sistem ima kratko življenjsko dobo in nizko zanesljivost, pogosto pa pride do puščanja hladilnega sredstva, nezadostne hladilne zmogljivosti in drugih okvar. To je najnovejša tehnologija hlajenja baterij z relativno nizko zrelostjo. Uporabljen je bil v množično proizvedenih modelih, kot sta BYD in Tesla na trgu. To je glavna tehnična pot v prihodnosti, kot je prikazano na sliki 1.
2. Vrsta vodnega hlajenja radiatorja
Hladilni tokokrog radiatorja je neodvisen krogotok, ki ga sestavljajo radiator, elektronska vodna črpalka, grelnik itd., pri čemer je sredstvo proti zmrzovanju. Antifriz izstopa iz radiatorja, gre skozi grelec do akumulatorja in se na koncu vrne v radiator. Ta metoda kroženja se uporablja za hlajenje in ogrevanje baterije. Prednosti sistema so preprosta struktura, nizki stroški in varčevanje z energijo v trajnem nizkotemperaturnem okolju. Vendar ima sistem nizko učinkovitost odvajanja toplote, temperatura vode pa je poleti visoka v okolju z visoko temperaturo, kar ne more izpolnjevati pogojev uporabe v okolju z visoko temperaturo, kot je prikazano na sliki 2.
3. Vrsta neposrednega hlajenja in vodnega hlajenja
Ta sistem je integriran na osnovi neposrednega hlajenja in vodnega hlajenja ter premosti klimatski sistem in sistem vodnega hlajenja preko akumulatorskega hladilnika Chiller (imenovan tudi izmenjevalnik toplote). Ta sistem se izogiba pomanjkljivostim prvih dveh načinov hlajenja in je eden najpogosteje uporabljenih sistemov za toplotno upravljanje baterije. Sistem ima več komponent kot prva dva, sistem je bolj zapleten in potreben prostor za postavitev komponent je relativno velik. Obremenitev kompresorja je med delovanjem velika, kar porabi veliko energije za celotno vozilo in ima slabo ekonomičnost. Poleg tega, ko klimatski sistem delno odpove, zahteve po hlajenju baterije ni mogoče v celoti izpolniti, kot je prikazano na sliki 3.
4. Vodno hlajeni hibridni tip
Ta sistem temelji na sistemu vodnega hlajenja z neposrednim hlajenjem in dodaja sistem vodnega hlajenja radiatorja. Oba sta razporejena v vzporednih krogih. S krmiljenjem elektromagnetnega ventila se uporabljajo različni tokokrogi za hlajenje baterije pod različnimi pogoji. V okoljih z nizko temperaturo mora delovati le sistem za vodno hlajenje radiatorja. Ko ste v okolju z visoko temperaturo, preklopite na sistem hlajenja z neposredno hladilno vodo. V težkih delovnih pogojih lahko oba sistema delujeta hkrati, baterija pa lahko pridobi tudi maksimalno hladilno zmogljivost, ki lahko v bistvu pokrije vsa okolja uporabe. Ta hladilni sistem je izredno zapleten in drag ter ima visoke zahteve glede razporeditve prostora celotnega vozila. Strategija nadzora sistema je kompleksna, stabilnost in zanesljivost pa izziv. Ta sistem se uporablja tudi v večini hibridnih modelov PHEV na trgu in ima zrelo tehnologijo, kot je prikazano na sliki 4.
5. Vrsta zračnega hlajenja
Ta sistem skozi cev neposredno vodi hladen zrak iz potniške kabine do akumulatorja in uporablja hladen zrak za hlajenje akumulatorja. Prednosti tega sistema so preprosta struktura, nadzorovana temperatura hladnega zraka in nizki stroški sistema. Vendar pa ima tudi slabosti sistema neposrednega hlajenja. Sistem nima funkcije ogrevanja in kondenzirane vode, ki nastane na površini baterije, ni enostavno posušiti, kar lahko povzroči erozijo in kontaminacijo notranjosti baterije. Ta vrsta metode toplotnega upravljanja na splošno ni priporočljiva, glejte sliko 5.
