Važnost vozila na novi pogon u poređenju sa tradicionalnim vozilima uglavnom se ogleda u sljedećim aspektima: Prvo, sprečavanje termalnog preopterećenja vozila na novi pogon. Uzroci termalnog preopterećenja uključuju mehaničke i električne uzroke (ekstruzija baterije usljed sudara, akupunktura itd.) i elektrohemijske uzroke (prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje baterije, brzo punjenje, punjenje na niskim temperaturama, samoinicirani unutrašnji kratki spoj itd.). Termalno preopterećenje će uzrokovati da se baterija zapali ili čak eksplodira, što predstavlja prijetnju sigurnosti putnika. Drugo, optimalna radna temperatura baterije je 10-30°C. Precizno termičko upravljanje baterijom može osigurati vijek trajanja baterije i produžiti vijek trajanja baterije vozila na novi pogon. Treće, u poređenju sa vozilima na gorivo, vozila na novi pogon nemaju izvor napajanja kompresora klima uređaja i ne mogu se oslanjati na otpadnu toplinu iz motora za grijanje kabine, već mogu samo pokretati električnu energiju za regulaciju topline, što će znatno smanjiti domet samog vozila na novi pogon. Stoga je termičko upravljanje vozilima na novi pogon postalo ključ za rješavanje ograničenja vozila na novi pogon.
Potražnja za termalnim upravljanjem vozila na novu energiju znatno je veća nego kod vozila na tradicionalna goriva. Termalno upravljanje u automobilu ima za cilj kontrolu topline cijelog vozila i topline okoline u cjelini, održavanje svake komponente u optimalnom temperaturnom rasponu i istovremeno osiguranje sigurnosti i udobnosti vožnje automobila. Sistem termalnog upravljanja vozilima na novu energiju uglavnom uključuje sistem klimatizacije, sistem termalnog upravljanja baterijom (HVCH), sistem elektronske kontrole motora. U poređenju sa tradicionalnim automobilima, termalno upravljanje vozilima na novu energiju ima dodate module za termičko upravljanje baterijom i elektronskom kontrolom motora. Tradicionalno termičko upravljanje automobilima uglavnom uključuje hlađenje motora i mjenjača te termičko upravljanje sistemom klimatizacije. Vozila na gorivo koriste rashladno sredstvo za klimatizaciju kako bi obezbijedila hlađenje kabine, zagrijala kabinu otpadnom toplotom iz motora i hladila motor i mjenjač tečnim hlađenjem ili hlađenjem vazduhom. U poređenju sa tradicionalnim vozilima, glavna promjena kod vozila na novu energiju je izvor energije. Vozila na novu energiju nemaju motore za obezbjeđivanje toplote, a grijanje klima uređajem se ostvaruje putem PTC-a ili klima uređaja sa toplotnom pumpom. Vozila na novu energiju imaju dodatne zahtjeve za hlađenje baterija i elektronskih sistema kontrole motora, tako da je termičko upravljanje vozilima na novu energiju složenije od tradicionalnih vozila na gorivo.
Složenost termalnog upravljanja vozilima na novu energiju dovela je do povećanja vrijednosti pojedinačnog vozila u sistemu termalnog upravljanja. Vrijednost pojedinačnog vozila u sistemu termalnog upravljanja je 2-3 puta veća od vrijednosti tradicionalnog automobila. U poređenju s tradicionalnim automobilima, povećanje vrijednosti vozila na novu energiju uglavnom dolazi od hlađenja tekućinom u baterijama, klima uređaja s toplinskim pumpama,PTC grijači rashladne tečnostiitd.
Hlađenje tekućinom zamijenilo je hlađenje zrakom kao glavnu tehnologiju kontrole temperature, a očekuje se da će direktno hlađenje postići tehnološki napredak.
Četiri uobičajene metode termičkog upravljanja baterijom su hlađenje zrakom, hlađenje tekućinom, hlađenje materijalom s promjenom faze i direktno hlađenje. Tehnologija hlađenja zrakom uglavnom se koristila u ranim modelima, a tehnologija hlađenja tekućinom postepeno je postala glavni trend zbog ujednačenog hlađenja tekućinom. Zbog visoke cijene, tehnologija hlađenja tekućinom uglavnom se koristi u vrhunskim modelima, a očekuje se da će u budućnosti pasti na niže modele.
Zračno hlađenje (PTC grijač zraka) je metoda hlađenja u kojoj se zrak koristi kao medij za prijenos topline, a zrak direktno odvodi toplinu baterije putem ispušnog ventilatora. Za hlađenje zrakom potrebno je što više povećati udaljenost između hladnjaka i hladnjaka između baterija, a mogu se koristiti serijski ili paralelni kanali. Budući da paralelna veza može postići ravnomjerno odvođenje topline, većina trenutnih sistema hlađenih zrakom usvaja paralelnu vezu.
Tehnologija tečnog hlađenja koristi tečnu konvekcijsku izmjenu toplote za odvođenje toplote koju generiše baterija i smanjenje temperature baterije. Tečni medij ima visok koeficijent prenosa toplote, veliki toplotni kapacitet i veliku brzinu hlađenja, što značajno utiče na smanjenje maksimalne temperature i poboljšanje konzistentnosti temperaturnog polja baterijskog paketa. Istovremeno, zapremina sistema za upravljanje toplotom je relativno mala. U slučaju prethodnika termičkog odbijanja, rješenje tečnog hlađenja može se osloniti na veliki protok rashladnog medija kako bi se baterijski paket prisilio da rasprši toplotu i ostvari preraspodjelu toplote između baterijskih modula, što može brzo suzbiti kontinuirano pogoršanje termičkog odbijanja i smanjiti rizik od odbijanja. Oblik sistema tečnog hlađenja je fleksibilniji: ćelije ili moduli baterije mogu biti uronjeni u tečnost, kanali za hlađenje se također mogu postaviti između baterijskih modula ili se može koristiti ploča za hlađenje na dnu baterije. Metoda tečnog hlađenja ima visoke zahtjeve u pogledu hermetičnosti sistema. Hlađenje materijalom promjenom faze odnosi se na proces promjene agregatnog stanja materije i obezbjeđivanja latentne toplote materijala bez promjene temperature i promjene fizičkih svojstava. Ovaj proces će apsorbirati ili osloboditi veliku količinu latentne topline za hlađenje baterije. Međutim, nakon potpune promjene faze materijala koji mijenja fazu, toplina baterije ne može se efikasno odvesti.
Metoda direktnog hlađenja (direktno hlađenje rashladnim sredstvom) koristi princip latentne toplote isparavanja rashladnih sredstava (R134a, itd.) za uspostavljanje sistema klimatizacije u vozilu ili sistemu baterija, te instalira isparivač sistema klimatizacije u sistem baterija, a rashladno sredstvo u isparivaču isparava i brzo i efikasno odvodi toplotu iz sistema baterija, kako bi se završilo hlađenje sistema baterija.
Vrijeme objave: 25. juni 2024.
