Typer av batterivärmehanteringssystem
Olika batterivärmehanteringsmetoder involverar olika antal delar, strukturer och layouter. Olika typer av värmestyrningssystem väljs baserat på fordonsutvecklingskostnader, fordonsvikt och krav på layoututrymme. De huvudsakliga tekniska vägarna är följande fem typer:
1. Direktkylningstyp
Kallas till som batteridirektkylningsteknik, direktkylningssystemet är en inbyggd kylförångare inuti batteriet, som är ansluten till luftkonditioneringssystemet via en rörledning. När batteriet behöver kylas, används kompressorn för att skicka det komprimerade köldmediet in i förångaren inuti batteriet, och sedan ta bort värmen inuti batteriet för att uppnå kyleffekten. Systemet har fördelarna med kompakt struktur, bra kyleffekt, litet antal delar (endast ett inlopp och ett utlopp kylrörledning krävs), låg vikt etc. Nackdelen med detta system är dock att det inte kan värma batteriet under låga temperaturer under noll, det kondenserade vattnet som genereras under kylningsprocessen är oskyddat, och köldmediets temperaturlikformighet är svår att kontrollera. Kylsystemet har kort livslängd och låg tillförlitlighet och ofta uppstår köldmedieläckage, otillräcklig kylkapacitet och andra fel. Detta är den senaste batterikylningstekniken, med en 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, som består av en radiator, en elektronisk vattenpump, en värmare etc. med frostskyddsmedel som medium. Frostskyddet kommer ut ur kylaren, passerar genom värmaren till batteriet och återvänder slutligen till kylaren. Denna cirkulationsmetod används för att kyla och värma batteriet. Systemet har fördelarna med enkel struktur, låg kostnad och energibesparing i en perenn lågtemperaturmiljö. Systemet har dock låg värmeavledningseffektivitet och vattentemperaturen är hög i en klimatmiljö med hög temperatur på sommaren, vilket inte kan uppfylla användningsvillkoren i en miljö med hög temperatur, som visas i figur 2.
3. Direktkylning och vattenkylningstyp
Detta system är integrerat på basis av direktkyla och vattenkylning, och överbryggar luftkonditioneringssystemet och vattenkylningssystemet genom batterikylaren Chiller (även kallad värmeväxlare). Detta system undviker bristerna med de två första kylningsmetoderna och är ett av de mest använda batterivärmehanteringssystemen. Systemet har fler komponenter än de två första, systemet är mer komplext och det nödvändiga komponentlayoututrymmet är relativt stort. Kompressorbelastningen är stor under drift, vilket förbrukar mycket energi för hela fordonet och har dålig ekonomi. Dessutom, när luftkonditioneringssystemet misslyckas delvis, kan batteriets kylbehov inte tillgodoses fullt ut, som visas i figur 3.
4. Vattenkyld hybridtyp
Detta system är baserat på det direkta kylvattenkylsystemet och lägger till ett kylsystem för vattenkylning. De två är anordnade i parallella kretsar. Genom att styra magnetventilen används olika kretsar för att kyla batteriet under olika förhållanden. I lågtemperaturmiljöer behöver bara kylarens vattenkylsystem fungera. När du befinner dig i en miljö med hög temperatur, byt till det direkta kylvattenkylsystemet. Under tuffa arbetsförhållanden kan de två systemen arbeta samtidigt, och batteriet kan också få maximal kylkapacitet, som i princip kan täcka alla användningsmiljöer. Detta kylsystem är extremt komplext och kostsamt och ställer höga krav på layoututrymmet för hela fordonet. Systemets styrstrategi är komplex, och stabilitet och tillförlitlighet är en utmaning. 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 kupén till batteriet genom ett rör och använder den kalla luften för att kyla 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 uppvärmningsfunktion, och det kondensvatten som genereras på batteriytan är inte lätt att torka, vilket medför risk för erosion och förorening på insidan av batteriet. Denna typ av värmehanteringsmetod rekommenderas i allmänhet inte, se figur 5.
