Skillnader i termiska ledningssystem mellan nya energifordon och konventionella fordon
När efterfrågan på marknaden fortsätter att växa, ställs högre krav på produktens tillförlitlighet. För nya energifordon är batteriet den mest kritiska komponenten; dess hållbarhet och körräckvidd är primära problem för användarna, och termisk hantering är en nyckelteknik som påverkar både batterilivslängd och kyla-väder. Den här artikeln analyserar termiska ledningssystemtekniker för nya energifordonsbatterier.
Översikt över Power Battery Thermal Management Systems
De stränga krav som ställs på batterivärmehanteringssystem av elfordon har drivit på kontinuerliga tekniska framsteg inom detta område. En nyckelaspekt av detta framsteg är optimeringen av batterivärmeavledningsstrukturer. Drivlinan i ett elfordon består av olika komponenter-inklusive batterimoduler och elmotorer-som genererar betydande effekt och värme. Med tanke på deras stora storlek och den betydande värme som genereras under drift, kräver batterier effektiva kylnings- och värmeavledningsåtgärder för att säkerställa optimal prestanda. Implementering av termisk hantering förlänger inte bara livslängden för kraftbatterier utan minskar också effektivt energiförlusten.
Skillnader från termisk hantering i konventionella fordon
Termisk hantering i konventionella fordon är relativt enkel och saknar komplexa kontrollsystem eller invecklade komponenter. Dess primära mål är helt enkelt att hålla motortemperaturen inom ett optimalt driftsområde; kabinuppvärmning är beroende av spillvärme som genereras av motorn, vilket inte kräver någon extra energiförbrukning.
New Energy Vehicles (NEV) skiljer sig markant från konventionella fordon när det gäller systemarkitektur. Detta kräver mer krävande krav på komponentlayout och installation, samt ökat utrymme i motorrummet-en utmaning som förvärras av de olika egenskaperna hos olika NEV-typer. Rena elfordon saknar till exempel en motor som driver kylvätskecirkulationen eller ger spillvärme för uppvärmning av kupén.
Hybridfordon presenterar sina egna unika utmaningar; på grund av specifika kontrollstrategier kanske motorn inte är igång hela tiden, vilket innebär att den inte konsekvent kan driva kylvätskecirkulationen eller tillhandahålla en-realtidsvärmekälla för kabinen. Följaktligen innehåller NEV värmeledningssystem oberoendeelektriska vattenpumparför att driva kylvätskecirkulationen. Hyttuppvärmning uppnås vanligtvis via elektrisk uppvärmning: en dedikeradPTC(Positive Temperature Coefficient) värmare värmer kylvätskan, som sedan cirkulerar till fordonets värmarkärna för att ge värme-som är den rådande metoden. Ett alternativt tillvägagångssätt innebär att direkt värma luften som passerar genom förångaren och blåsa in den i kabinen med hjälp av en fläkt; denna metod används dock sällan på grund av säkerhetsproblem beträffande fordonets interiör.
Vattenkylda enhetsdriftlägen{{0}
Batteriets termiska hanteringssystem (TMS) har två driftslägen-kylning och själv-cirkulation-för att hantera varierande krav på batterivärmehantering.
Kylningsläge: Detta läge använder ångkompressionskylningsprincipen- för att kyla kylmediet. När den väl är ansluten till kylvätskekretsen underlättar en plattvärmeväxlare kylvätskekylning, medan en vattenpump driver kylvätskan för att kyla batteriet, vilket effektivt hanterar problem som höga omgivningstemperaturer eller för höga temperaturstegringar orsakade av laddning och urladdning.
Själv-Cirkulationsläge: Kompressorn förblir inaktiv; Enbart vattenpumpen driver kylvätskecirkulationen för att ge batterikylning under perioder med låg termisk belastning.
Styrstrategi: Styrenheten ansluter till Battery Management System (BMS) via CAN-kommunikation för att ta emot och tolka BMS-meddelanden. Baserat på de analyserade parametrarna och inbyggda-styrstrategier, styr styrenheten kompressorn och reglerar hastigheterna på fläkten och vattenpumpen via PWM-kommunikation för att automatiskt justera uteffekten. Samtidigt skickar den kontrollstatusdata tillbaka till BMS för att säkerställa att behoven för batterivärmehantering uppfylls.
Kontrollprocess
Från kylvätskecirkulation som drivs av elektriska vattenpumpar och ång-kompressionskylning via kompressorer till real-justering av fläkt- och pumphastigheter med TMS-styrenheten-underlättad av CAN-kommunikation med BMS-batterivärmehanteringen i nya energifordon utvecklas från enkel temperaturkontroll till multimode{4}}. Följaktligen har kompressorer, ventiler, värmeväxlare och integrerade styralgoritmer blivit kritiska faktorer som bestämmer batteriets livslängd och låga-temperaturer.
