ניתוח על טכנולוגיית ניהול תרמי של
סוללת כוח טהור לרכב חשמלי
טכנולוגיית ניהול תרמי של סוללת כוח
1. קירור סוללה
באופן כללי, שיטות קירור הסוללות החשמליות של רכבים חשמליים טהורים כוללות בעיקר קירור אוויר, קירור נוזלי וקירור ישיר.
1) טכנולוגיית קירור אוויר (קירור אוויר) משתמשת ברוח טבעית או באוויר קר שנוצר על ידי מערכת הקירור של הרכב כדי להסיר חום באמצעות הסעה תרמית או הולכת חום כדי להשיג קירור הסוללה. לטכנולוגיית קירור אוויר יש את המאפיינים של מערכת פשוטה, עלות נמוכה ותחזוקה קלה, והיא נמצאת בשימוש נרחב.
2) טכנולוגיית קירור נוזלים משתמשת בנוזל כתווך להעברת חום, והנוזל לוקח חום כאשר זורם דרך הצינורות בתוך סוללת החשמל. הנוזל המשמש לקירור נוזלי הוא בעיקר נוזל קירור, שמסתובב במערכת הקירור של הרכב. החום הנישא על ידי נוזל הקירור אובד לאוויר דרך הרדיאטור. רכבים מסוימים מצוידים במחליף חום הנקרא צ'ילר במערכת הקירור כדי לחבר את מערכת הקירור של הרכב ומערכת הקירור כדי להגביר את אפקט קירור המערכת. בהשוואה לטכנולוגיית קירור אוויר, לטכנולוגיית קירור נוזלי יש מאפיינים של יכולת קירור חזקה, אחידות טובה ומהירות מהירה.
3) טכנולוגיית קירור ישיר משתמשת בנוזל הקירור במערכת הקירור כדי להסיר ישירות את החום מהסוללה. סט של שסתום הרחבה ומאייד מותקנים בתוך סוללת החשמל. הקירור מתאדה וסופג חום במאייד. מכיוון שלטכנולוגיית קירור ישיר אין את מחליף החום המצוי בטכנולוגיית קירור נוזלי, קירור ישיר יעיל יותר. עם זאת, כאשר סוללת החשמל מתקררת, יש להסיר חלק מחומר הקירור במערכת הקירור, דבר שישפיע על אפקט הקירור של תא הנוסעים ויפחית את הנוחות.
2 חימום סוללה
ישנם שני סוגים עיקריים של טכנולוגיות חימום סוללות כוח: חימום עצמי של הסוללה ושימוש בגופי חימום חיצוניים. חימום עצמי של הסוללה, כפי שהשם מרמז, משתמש בחום שנוצר מהסוללה במהלך הטעינה והפריקה כדי להעלות את טמפרטורת הסוללה. עם זאת, לשיטה זו יש יעילות חימום איטית והיא בעצם נזנחה.
השימוש העיקרי בגופי חימום חיצוניים הוא סרט חימום ו-PTC. סרט החימום קרוב לפני השטח של מודול הסוללה ומייצר חום כדי להגביר את טמפרטורת הסוללה בעת אספקת חשמל. שיטות חימום הסוללה דומות לשיטות הקירור, וישנן שלושה סוגים: חימום אוויר, חימום מים וחימום ישיר בקירור.
3 מערכת ניהול תרמית
כאשר הסוללה מקוררת ומחוממת, ניתן לבחור שיטות שונות באופן עצמאי. עם זאת, ככל שהשילוב של כלי רכב הופך גבוה יותר ויותר, מוגשות דרישות גבוהות יותר גם למערכת הניהול התרמית של הרכב. לכן, צצו מערכות ניהול תרמיות שיכולות גם לקרר וגם לחמם את הסוללה. חלק מכלי הרכב אף פיתחו מערכות ניהול תרמיות משולבות במיוחד באמצעות מזגני משאבת חום, המשלבות את מערכת קירור הרכב, קירור/חימום סוללות מתח וקירור וחימום תא הנוסעים. שלוש המערכות העיקריות משולבות באופן אורגני.
מארז מערכת ניהול תרמית לרכב
1. ארכיטקטורת מערכת ניהול תרמית
ארכיטקטורת מערכת הניהול התרמית של רכב חשמלי טהור מסויים מוצגת באיור 1. מערכת ניהול תרמית זו משתמשת במזגן משאבת חום כדי להשיג את האחדות האורגנית של קירור וחימום ישיר של הסוללה, קירור מערכת ההנעה החשמלית וקירור וחימום תא הנוסעים. במעגל ההנעה החשמלי, מעגל קירור מים נפרד, המחובר למערכת משאבת החום באמצעות מחליף חום צלחות להעברת חום, אשר יכול לממש שחזור חום פסולת ולעצור פונקציות חימום; בחורף קר, על מנת לפתור את הבעיה של אפקט חימום לקוי של מזגני משאבת חום, התאמת PTC להגברת השפעת החימום של תא הנוסעים. מערכת הניהול התרמית מאפשרת צרכי קירור וחימום במספר מצבים.
2. עקרון מערכת ניהול תרמית
מכיוון שלמערכת יש מספר מצבי עבודה, מאמר זה מציג רק את עקרון העבודה של מצבי קירור וחימום שבהם יש לקרר את הסוללה או את תא הנוסעים.
1) עקרון קירור הסוללה. כאשר טמפרטורת סוללת החשמל גבוהה וצריך לקרר, נפתחים שסתום הסולנואיד של מיזוג האוויר והקירור, שסתום הסולנואיד לחילופי חום האוויר, שסתום ההרחבה האלקטרוני של הסוללה ושסתום הסולנואיד לקירור הסוללה במערכת (שסתום הסולנואיד לחימום הסוללה סגור) , וכאשר נוזל הקירור זורם דרך שסתום ההתפשטות האלקטרוני של הסוללה, לאחר מצערת והתרחבות, הוא מתאדה וסופג חום במחליף החום של הסוללה, ומסיר את החום כדי להשיג את מטרת קירור הסוללה. אם גם תא הנוסעים זקוק לקירור בזמן זה, צריך רק לפתוח את שסתום ההרחבה האלקטרוני לקירור (שסתום הסולנואיד של מיזוג האוויר והחימום סגור), וחלק מהקירור יתנדף ויספג חום במאייד ברכב כדי להשיג קירור של תא הנוסעים.
2) עיקרון של חימום סוללה כוח. כאשר טמפרטורת הסוללה נמוכה וצריך לחמם, שסתום הסולנואיד לחימום הסוללה, שסתום ההרחבה האלקטרוני של הסוללה, שסתום הסולנואיד לחילופי חום מקור המים, ושסתום הסולנואיד לחימום מיזוג האוויר במערכת נפתחים (שסתום הרחבה אלקטרוני לחימום, מיזוג אוויר וקירור שסתום סולנואיד, שסתום סולנואיד חילופי חום אוויר, שסתום ההרחבה האלקטרוני לקירור סגור), וחומר הקירור בטמפרטורה גבוהה שנדחס על ידי המדחס זורם דרך מחליף החום של צלחת הסוללה כדי לחמם את הסוללה בטמפרטורה נמוכה. לאחר החימום, טמפרטורת הקירור יורדת, זורמת דרך מחליף החום הלוחות, סופגת את החום של מעגל הכונן החשמלי ומממשת התאוששות חום פסולת. אם גם תא הנוסעים זקוק לחימום בזמן זה, אתה רק צריך לפתוח את שסתום ההרחבה האלקטרוני לחימום, וחלק מהקירור בטמפרטורה גבוהה זורם דרך המעבה במכונית כדי לשחרר חום לתא הנוסעים, ולאחר מכן מתמזג עם תא הנוסעים. סוללה מחממת קירור מול מחליף חום הלוחות כדי להמשיך להשתתף במחזור. . אם טמפרטורת הסביבה נמוכה מאוד, המערכת מפעילה את חימום תא הנוסעים העזר PTC.
