Termiskās pārvaldības risinājumi akumulatoru sistēmām

Nav šaubu, ka temperatūras faktoram ir izšķiroša ietekme uz akumulatoru darbību, kalpošanas laiku un drošību.Vispārīgi runājot, mēs sagaidām, ka akumulatora sistēma darbosies diapazonā no 15 līdz 35 ℃, lai sasniegtu vislabāko jaudu un ievadi, maksimālo pieejamo enerģiju un ilgāko cikla mūžu (lai gan uzglabāšana zemā temperatūrā var pagarināt kalendāra kalpošanas laiku no akumulatora, taču nav lielas jēgas praktizēt zemas temperatūras uzglabāšanu lietojumprogrammās, un baterijas šajā ziņā ir ļoti līdzīgas cilvēkiem).

Pašlaik jaudas akumulatora sistēmas siltuma pārvaldību galvenokārt var iedalīt četrās kategorijās: dabiskā dzesēšana, gaisa dzesēšana, šķidruma dzesēšana un tiešā dzesēšana.Tostarp dabiskā dzesēšana ir pasīva siltuma pārvaldības metode, savukārt gaisa dzesēšana, šķidruma dzesēšana un līdzstrāva ir aktīva.Galvenā atšķirība starp šiem trim ir siltuma apmaiņas vides atšķirība.

· Dabiskā dzesēšana
Bezmaksas dzesēšanai nav papildu ierīču siltuma apmaiņai.Piemēram, BYD ir pieņēmis dabisko dzesēšanu Qin, Tang, Song, E6, Tengshi un citos modeļos, kas izmanto LFP šūnas.Tiek saprasts, ka turpmākā BYD pārslēgsies uz šķidruma dzesēšanu modeļiem, kuros tiek izmantotas trīskāršās baterijas.

· Gaisa dzesēšana (PTC gaisa sildītājs)
Gaisa dzesēšana kā siltumnesēju izmanto gaisu.Ir divi izplatīti veidi.Pirmo sauc par pasīvo gaisa dzesēšanu, kas siltuma apmaiņai tieši izmanto ārējo gaisu.Otrs veids ir aktīvā gaisa dzesēšana, kas var iepriekš uzsildīt vai atdzesēt ārējo gaisu pirms nonākšanas akumulatora sistēmā.Sākumā daudzi Japānas un Korejas elektriskie modeļi izmantoja gaisa dzesēšanas risinājumus.

· Šķidruma dzesēšana
Šķidruma dzesēšana izmanto antifrīzu (piemēram, etilēnglikolu) kā siltumnesēju.Parasti risinājumā ir vairākas dažādas siltuma apmaiņas ķēdes.Piemēram, VOLT ir radiatora ķēde, gaisa kondicionēšanas ķēde (PTC gaisa kondicionētājs), un PTC ķēde (PTC dzesēšanas šķidruma sildītājs).Akumulatora vadības sistēma reaģē un pielāgo un pārslēdzas atbilstoši siltuma pārvaldības stratēģijai.TESLA Model S ir virknē ķēde ar motora dzesēšanu.Ja akumulators ir jāuzsilda zemā temperatūrā, motora dzesēšanas ķēde ir virknē savienota ar akumulatora dzesēšanas ķēdi, un motors var sildīt akumulatoru.Kad strāvas akumulators ir augstā temperatūrā, motora dzesēšanas ķēde un akumulatora dzesēšanas ķēde tiks noregulēta paralēli, un abas dzesēšanas sistēmas izkliedēs siltumu neatkarīgi.

1. Gāzes kondensators

2. Sekundārais kondensators

3. Sekundārais kondensatora ventilators

4. Gāzes kondensatora ventilators

5. Gaisa kondicionētāja spiediena sensors (augstspiediena pusē)

6. Gaisa kondicionētāja temperatūras sensors (augstspiediena pusē)

7. Elektroniskā gaisa kondicioniera kompresors

8. Gaisa kondicionētāja spiediena sensors (zema spiediena pusē)

9. Gaisa kondicionētāja temperatūras sensors (zema spiediena pusē)

10. Izplešanās vārsts (dzesētājs)

11. Izplešanās vārsts (iztvaicētājs)

· Tiešā dzesēšana
Tiešai dzesēšanai kā siltuma apmaiņas līdzeklis tiek izmantots dzesētājs (fāzu maiņas materiāls).Aukstumaģents var absorbēt lielu siltuma daudzumu gāzes-šķidruma fāzes pārejas procesā.Salīdzinot ar aukstumaģentu, siltuma pārneses efektivitāti var palielināt vairāk nekā trīs reizes, un akumulatoru var nomainīt ātrāk.Siltums sistēmas iekšpusē tiek aizvadīts.Tiešās dzesēšanas shēma ir izmantota BMW i3.

 

Papildus dzesēšanas efektivitātei akumulatora sistēmas siltuma pārvaldības shēmā ir jāņem vērā visu akumulatoru temperatūras konsekvence.PACK ir simtiem šūnu, un temperatūras sensors nevar noteikt katru šūnu.Piemēram, Tesla Model S modulī ir 444 akumulatori, bet ir izvietoti tikai 2 temperatūras noteikšanas punkti.Tāpēc ir nepieciešams, lai akumulators būtu pēc iespējas konsekventāks, izmantojot siltuma pārvaldības dizainu.Un laba temperatūras konsekvence ir priekšnoteikums konsekventiem veiktspējas parametriem, piemēram, akumulatora jaudai, darbības laikam un SOC.