Termisk styringssystem for strømbatteri
Strømbatterier er en nøkkelteknologi for nye energikjøretøyer og er også en viktig faktor for å bestemme kjøretøyskostnad og rekkevidde. Det termiske styringssystemet kan deles inn i aktiv og passiv termisk styring fra perspektivet om termisk styring kontrollerbarhet; og fra perspektivet til varmeoverføringsmediet, kan det deles inn i luftkjøling, væskekjøling og termisk lagring av faseendring. Det følgende vil introdusere i detalj "det termiske styringssystemet for de tre viktigste varmeoverføringsmediene til strømbatterier".
1. Termisk styring med luft som varmeoverføringsmedium
Varmeoverføringsmediet vil i stor grad påvirke ytelsen og kostnadene til det termiske styringssystemet. Prinsippet med å bruke luft som varmeoverføringsmedium er å innføre luft direkte og la den strømme gjennom batterimodulen for å oppnå varmeavledningseffekten. Dette krever vanligvis komponenter som vifter og inn- og utløpsventilasjon. Kildene til luftinntak omfatter generelt tre former: passiv kjøling/oppvarming av uteluftsventilasjon, passiv kjøling/oppvarming av luftventilasjon i passasjerkabin og aktiv kjøling/oppvarming av ute- eller passasjerkabinluft.
Den passive systemstrukturen krever ikke etablering av et eget system og utnytter det eksisterende miljøet direkte. For eksempel, hvis batteriet varmes opp om vinteren, kan den varme luften i kupeen brukes. Hvis batteritemperaturen er for høy mens kjøretøyet kjører og luftkjølingseffekten i kupeen ikke er god, kan den kalde luften fra utsiden suges inn for å kjøle seg ned. Det aktive systemet er relativt komplekst og krever et eget system for å gi kjøling (oppvarming) og kontrollere det i henhold til batteristatus. Systemet kan velges i henhold til kravene til batteribruk, men det vil øke kjøretøykostnadene og energiforbruket.
2. Termisk styring med væske som varmeoverføringsmedium
Dette termiske styringssystemet bruker væske som medium for varmeoverføring. Det er nødvendig å etablere en varmeoverføringsforbindelse mellom modulen og det flytende mediet, for eksempel en vannkappe, for å gjennomføre indirekte oppvarming og kjøling i form av konveksjon og varmeledning. Varmeoverføringsmediet er ofte vann, etylenglykol kan også senke polblokken i en dielektrisk væske for direkte varmeoverføring. Isolasjonstiltak er nødvendig for å unngå kortslutning.
Passiv væskekjøling bruker vanligvis væske-omgivelsesluft varmeveksling og introduserer deretter kokongen i batteriet for sekundær varmeveksling, mens aktiv væskekjøling oppnår det første nivået gjennom en motorkjølevæske-flytende medium varmeveksler, eller elektrisk oppvarming/termisk oljeoppvarming. Oppvarming og primærkjøling oppnås med passasjerkabinluft/klimaanlegg kjølemedium-flytende medium.
Det termiske styringssystemet som bruker luft og væske som medium krever vifter, vannpumper, varmevekslere, varmeovner, rørledninger og annet tilbehør, noe som gjør strukturen for stor og komplisert. Den bruker også batterienergi og reduserer batteristrømmen. tetthet og energitetthet.
Det vannkjølte batterikjølesystemet bruker kjølevæske (50 % vann/50 % etylenglykol) for å overføre batterivarmen til klimaanleggets kjølemiddelsystem gjennom batterikjøleren og til miljøet gjennom kondensatoren. Batteriinnløpsvanntemperaturen kjøles av batteriet. Det er lett å nå en lavere temperatur etter varmeveksling, og batteriet kan justeres til å fungere innenfor et passende driftstemperaturområde. Hovedkomponentene i kjølemiddelsystemet inkluderer: kondensator, elektrisk kompressor, fordamper, ekspansjonsventil med avskjæringsventil, batterikjøler (ekspansjonsventil med avskjæringsventil) og luftkondisjoneringsrør, etc.; kjølevannsbanen inkluderer: elektrisk vannpumpe, batteri (inkludert kjøleplate), batterikjøler, vannrør, ekspansjonstank og annet tilbehør.
3. Faseendring regenerativ termisk styring
Prinsippet for faseendringsmateriale PCM for å avkjøle batteriet er: når batteriet utlades med høy strøm, absorberer faseendringsmaterialet varmen som frigjøres av batteriet, og dets egen faseendring får batteritemperaturen til å falle raskt. Denne prosessen går ut på at systemet lagrer varme i form av faseendringsvarme i faseendringsmaterialet PCM. Når batteriet lades, spesielt i kaldere værforhold (atmosfærisk temperatur er mye lavere enn faseendringstemperaturen PCT), kan PCM slippe ut varme til omgivelsene.
Bruken av faseendringsmaterialer i batteritermiske styringssystemer har fordelen av at de ikke krever bevegelige deler eller forbruker ekstra energi fra batteriet. Faseendringsmaterialer med latent varme og termisk ledningsevne med høy faseendring brukes i det termiske styringssystemet til batteripakker for å effektivt absorbere varmen som frigjøres under lading og utlading, redusere batteritemperaturøkningen og sikre at batteriet fungerer ved normale temperaturer. Det kan holde batteriytelsen stabil før og etter høystrømssykling. Kompositt PCM er laget ved å tilsette stoffer med høy varmeledningsevne til parafinvoks, noe som bidrar til å forbedre den generelle ytelsen til materialet.
