Vanliga batterivärmehanteringstekniker
för nya energifordon
Kylsystemet för nya energifordon består i allmänhet av tre delar: batterikylningssystem, motorns elektroniskt styrda kylcirkulationssystem och luftkonditioneringssystem för varmluftscirkulation. Olika batterivärmehanteringsmetoder involverar olika delnummer, strukturer och layouter. Olika typer av värmestyrningssystem väljs baserat på fordonsutvecklingskostnader, fordonsvikt och krav på layoututrymme. Dess huvudsakliga tekniska rutter inkluderar följande fem typer.
1. Direktkylningstyp
Kallas för direktkylningsteknik för batteri, har direktkylningssystemet en inbyggd kylförångare inuti batteriet och är ansluten till luftkonditioneringssystemet genom rörledningar. När batteriet behöver kylas, används en kompressor för att skicka det komprimerade köldmediet in i förångaren inuti batteriet och sedan ta bort batteriet. Intern värme uppnår kyleffekt. Systemet har fördelarna med kompakt struktur, bra kyleffekt, litet antal delar (endast ett inlopp och ett utlopp kylrörledning krävs) och låg vikt. Nackdelarna med detta system är emellertid att det inte kan värma batteriet under låga temperaturer under noll, det kondenserade vattnet som genereras under kylningsprocessen är inte skyddat och kylmediets temperaturlikformighet är svår att kontrollera. Kylsystemet har kort livslängd och låg tillförlitlighet och ofta förekommer köldmedieläckage. Läckage, otillräcklig kylkapacitet och andra fel. Detta är den senaste batterikylningstekniken med relativt låg mognad. Den har använts i masstillverkade modeller som BYD och Tesla på marknaden. Det är en viktig teknisk väg i framtiden, som visas i figur 1.
2. Kylarvattenkylningstyp
Radiatorns kylkrets är en oberoende krets, bestående av en radiator, en elektronisk vattenpump, en värmare etc., med frostskyddsmedel som medium. Frostskyddsmedlet kommer ut ur kylaren, passerar genom värmaren, sedan till batteriet och återvänder slutligen till kylaren. Denna cykel kyler och värmer batteriet. Systemet har fördelarna med enkel struktur, låg kostnad och energibesparing i lågtemperaturmiljö året runt. Värmeavledningseffektiviteten för detta system är dock låg, och vattentemperaturen är hög i högtemperaturklimatmiljöer på sommaren, och det kan inte uppfylla driftsförhållandena i högtemperaturmiljöer, som visas i figur 2.
3. Typ av direkt kylvattenkylning
Detta system integrerar direktkylning och vattenkylning, och överbryggar luftkonditioneringssystemet och vattenkylningssystemet genom batterikylaren Chiller (även kallad värmeväxlare). Detta system undviker bristerna med de två första kylningsmetoderna och är för närvarande ett av de mest använda batterivärmehanteringssystemen. Systemet har fler komponenter än de två föregående. Systemet är mer komplext och kräver ett relativt stort utrymme för arrangemang av komponenter. Kompressorn har en tung belastning under drift, vilket förbrukar mycket energi för hela fordonet och är dåligt ekonomiskt. Dessutom, när en del av luftkonditioneringssystemet går sönder, kan batteriets kylbehov inte tillgodoses i maximal utsträckning, se figur 3.
4. Vattenkyld hybridtyp
Detta system är baserat på det direkta kylvattenkylningssystemet och lägger till ett kylsystem för radiatorvatten. De två är anordnade i parallella kretsar. Genom att styra magnetventilen används olika kretsar för att kyla batteriet under olika förhållanden. I lågtemperaturmiljöer fungerar endast radiatorns vattenkylningssystem. När du befinner dig i en miljö med hög temperatur, byt till direktkylning av vatten för att fungera. Under tuffa arbetsförhållanden kan de två systemen arbeta samtidigt, och batteriet kan också få maximal kylkapacitet, vilket i princip kan täcka alla användningsmiljöer. Detta kylsystem är extremt komplext, har höga kostnader, kräver stort fordonslayoututrymme, har komplexa systemkontrollstrategier och utgör en utmaning för stabilitet och tillförlitlighet. Detta system används även i de flesta hybrid-PHEV-modeller på marknaden och har mogen teknologi, som visas i figur 4.
5. Luftkylningstyp
Detta system leder den kalla luften direkt från kupékylningen till batteriet genom kanalen och använder den kalla luften för att luftkyla batteriet. Fördelarna med detta system är enkel struktur, kontrollerbar kall lufttemperatur och låg systemkostnad. Men det har också nackdelarna med det direkta kylsystemet. Systemet har ingen värmefunktion, och det kondenserade vattnet som genereras på batteriytan är inte lätt att torka, och det finns risk för korrosion och förorening inuti batteriet. Denna typ av värmehanteringsmetod rekommenderas i allmänhet inte, se figur 5.
