Elektromobilių akumuliatorių sistemos šilumos valdymo technologijos dabartinė būklė

Elektromobilių akumuliatorių sistemos šilumos valdymo technologijos dabartinė būklė

Maitinimo akumuliatoriaus šilumos išsklaidymo tyrimai gali būti suskirstyti į oro šilumos išsklaidymo, skysčio aušinimo šilumos išsklaidymo, kietosios fazės kaitos medžiagos šilumos išsklaidymą ir šilumos vamzdžio šilumos išsklaidymą. Esamos pagrindinės šilumos išsklaidymo technologijos daugiausia yra trys.

Oro aušinimo sistema

Oru aušinama šilumos išsklaidymo sistema taip pat vadinama oru aušinama šilumos išsklaidymo sistema. Oru aušinamas šilumos išsklaidymo būdas yra paprasčiausias. Tereikia leisti orui tekėti per akumuliatoriaus paviršių, kad būtų pašalinta maitinimo akumuliatoriaus generuojama šiluma, kad būtų pasiektas maitinimo akumuliatoriaus bloko aušinimo tikslas. Pagal skirtingas vėdinimo priemones oru aušinamas tipas turi du natūralaus konvekcinio ir priverstinio vėdinimo šilumos išsklaidymo būdus.

Natūrali konvekcinė šilumos išsklaidymas nepriklauso nuo išorinių priverstinio vėdinimo priemonių (pvz., ventiliatorių pridėjimo ir pan.), o naudojamas tik oro srautas, kurį sukuria akumuliatoriaus viduje esantis skystis dėl temperatūros pokyčių, kad atvėstų ir išsklaidytų šilumą.

Priverstinės konvekcijos aušinimo sistema yra aušinimo sistema, pagrįsta natūralios konvekcijos aušinimo sistema ir atitinkama priverstinio vėdinimo technologija.

Šiuo metu daugiausia yra dviejų tipų oru aušinamų šilumos išsklaidymo sistemų maitinimo akumuliatoriams: serijinės ir lygiagrečios. Tačiau šio metodo poveikis yra prastas ir sunku pasiekti aukštą akumuliatoriaus temperatūros vienodumą.

Skysčio aušinimo sistema

Maitinimo akumuliatoriaus skysčiu aušinama šilumos išsklaidymo sistema reiškia šilumos išsklaidymo sistemą, kurioje šaltnešis tiesiogiai arba netiesiogiai liečiasi su maitinimo akumuliatoriumi, o po to pašalina akumuliatoriaus bloke susidariusią šilumą, cirkuliuojant skystam skysčiui, kad būtų išsklaidyta šiluma. . Šaltnešis gali būti vanduo, vandens ir etilenglikolio mišinys, mineralinė alyva, R134a ir tt Šie šaltnešiai pasižymi dideliu šilumos laidumu ir gali geriau išsklaidyti šilumą.

Dabartinė maitinimo akumuliatorių aušinimo skysčiu technologija taip pat turi gana brandžią technologiją, ji buvo plačiai naudojama elektromobilių šilumos išsklaidymo sistemoje. Pavyzdžiui, „Tesla“ akumuliatoriaus bloke naudojamas vandens ir etilenglikolio mišinio aušinimo skystis metodas šilumai išsklaidyti. BMW i3 šilumos išsklaidymui naudoja R134a.

Skysčiu aušinamoms sistemoms dažnai reikia sudėtingesnių ir griežtesnių konstrukcijų, kad būtų išvengta skysto šaltnešio nutekėjimo ir būtų užtikrintas akumuliatoriaus elementų vienodumas baterijos bloke, o dėl sudėtingos skysčiu aušinamos sistemos struktūros visa šilumos išsklaidymo sistema tampa tokia. yra labai didelės apimties, todėl ne tik padidėja visos transporto priemonės svoris, bet ir labai padidėja visos transporto priemonės našta, o tuo pačiu dėl sudėtingos konstrukcijos ir aukštų sandarinimo savybių jį gana sunku išlaikyti. ir prižiūrėti skysčio aušinimo sistemą, atitinkamai išauga ir priežiūros išlaidos.

Fazių keitimo medžiagos aušinimo sistema

Fazių keitimo medžiagos šilumos išsklaidymo sistema naudoja fazių keitimo medžiagą kaip šilumos perdavimo terpę ir naudoja fazių keitimo medžiagos charakteristikas energijai kaupti ir išleisti, kai vyksta fazės pasikeitimas, kad būtų pasiektas žemos temperatūros šildymo ir aukštos temperatūros efektas. maitinimo akumuliatoriaus šilumos išsklaidymo. Tačiau fazių keitimo medžiagų šilumos laidumas yra palyginti mažas. Norėdami pakeisti būdingus medžiagų defektus, žmonės kai kurias metalines medžiagas užpildo fazės keitimo medžiagomis. Pavyzdžiui, kai kuriuose tyrimuose labai plonos aliuminio plokštės užpildomos fazės keitimo medžiagomis, siekiant pagerinti šilumos laidumą. tikslas. Siekiant pagerinti fazių keitimo medžiagų šilumos laidumą, taip pat buvo pasiūlyta į fazes keičiančias medžiagas užpildyti anglies pluoštus, anglies nanovamzdelius ir kt.

Šilumos vamzdžių aušinimo sistema

Kaip efektyvus šilumos laidumo elementas, šilumos vamzdis gali greitai ir efektyviai perduoti šilumos energiją iš vienos vietos į kitą, tai yra, gali greitai ir efektyviai perduoti šilumą tarp dviejų objektų.

Elektrinių transporto priemonių šiluminio valdymo sistemoje daugelis mokslininkų namuose ir užsienyje taip pat pritaikė šilumos vamzdį, šilumos laidumo elementą, energijos baterijų šilumos išsklaidymui. Palyginti su tradicine priverstinės konvekcijos šilumos išsklaidymo sistema, šilumos išsklaidymo sistemoje, kuri įveda šilumos vamzdžius, maitinimo baterija gali ne tik palaikyti normalios veikimo temperatūros diapazoną, bet ir išlaikyti vienodą temperatūrą tarp akumuliatoriaus elementų, o tai yra priverstinis aušinimas. . Efektas, kurio aušinimo sistema pasiekti negali. Tačiau jo masė ir tūris yra per dideli, be to, yra šilumos perdavimo riba.

Elektrinio automobilio akumuliatoriaus šildymo sistema

Aukščiau pateikti keturi šilumos išsklaidymo iš akumuliatoriaus būdai, o tada bus pristatytas šildymo būdas, skirtas pritaikyti akumuliatorių žemos temperatūros aplinkai.

Šildymo sistemą daugiausia sudaro šildymo elementai ir grandinės, tarp kurių šildymo elementas yra svarbiausia dalis. Įprasti kaitinimo elementai yra kintamos varžos kaitinimo elementai ir pastovaus pasipriešinimo kaitinimo elementai. Pirmoji paprastai vadinama PTC (teigiamas temperatūros koeficientas), o antroji yra kaitinimo plėvelė, paprastai sudaryta iš metalinių šildymo laidų, tokių kaip silikoninė kaitinimo plėvelė, lanksti elektrinė šildymo plėvelė ir kt.

PTC yra plačiai naudojamas dėl saugaus naudojimo, didelio šilumos konversijos efektyvumo, greito temperatūros kilimo, be atviros liepsnos ir automatinio pastovios temperatūros. Jo maža kaina yra palankus veiksnys dabartinei brangiai kainuojančiam akumuliatoriui. Izoliuota lanksti elektrinė kaitinimo plėvelė yra dar viena šildytuvo rūšis, kurią galima sulenkti pagal savavališką ruošinio formą, užtikrinant glaudų sąlytį su ruošiniu ir užtikrinant maksimalų šilumos energijos perdavimą. Silikoninė kaitinimo plėvelė yra plono paviršiaus kaitinimo elementas, pasižymintis lankstumu, tačiau jis turi visiškai ir glaudžiai liestis su šildomu objektu, o jo sauga yra blogesnė nei PTC.