Общи технологии за термично управление на батерията
за превозни средства с нова енергия
Охладителната система на новите енергийни превозни средства обикновено се състои от три части: циркулационна система за охлаждане на батерията, електронно контролирана циркулационна система за охлаждане на двигателя и система за циркулация на топъл въздух на климатика. Различните методи за термично управление на батерията включват различни номера на части, структури и оформления. Различните типове системи за термично управление се избират въз основа на разходите за разработка на превозното средство, теглото на превозното средство и изискванията за пространство на оформлението. Неговите основни технически маршрути включват следните пет вида.
1. Тип директно охлаждане
Наричана технология за директно охлаждане на батерията, системата за директно охлаждане има вграден хладилен изпарител вътре в батерията и е свързана към климатичната система чрез тръбопроводи. Когато батерията трябва да се охлади, се използва компресор, за да изпрати компресирания хладилен агент в изпарителя вътре в батерията и след това да извади батерията. Вътрешната топлина постига охлаждащ ефект. Системата има предимствата на компактна структура, добър охлаждащ ефект, малък брой части (необходим е само един входящ и един изходящ тръбопровод за охлаждане) и леко тегло. Недостатъците на тази система обаче са, че не може да загрее батерията при условия на ниска температура под нулата, кондензираната вода, генерирана по време на процеса на охлаждане, не е защитена и равномерността на температурата на хладилния агент е трудна за контролиране. Хладилната система има кратък живот и ниска надеждност и често възниква изтичане на хладилен агент. Теч, недостатъчен хладилен капацитет и други неизправности. Това е най-новата технология за охлаждане на батерията с относително ниска зрялост. Приложен е в масово произвежданите модели като BYD и Tesla на пазара. Това е основен технически маршрут в бъдеще, както е показано на фигура 1.
2. Тип водно охлаждане на радиатора
Веригата за охлаждане на радиатора е независима верига, състояща се от радиатор, електронна водна помпа, нагревател и др., с антифриз като среда. Антифризът излиза от радиатора, минава през нагревателя, след това към акумулатора и накрая се връща в радиатора. Този цикъл охлажда и загрява батерията. Системата има предимствата на проста структура, ниска цена и спестяване на енергия в среда с ниска температура през цялата година. Ефективността на разсейване на топлината на тази система обаче е ниска и температурата на водата е висока в климатични среди с висока температура през лятото и не може да отговори на работните условия в среди с висока температура, както е показано на фигура 2.
3. Тип водно охлаждане с директно охлаждане
Тази система интегрира директно охлаждане и водно охлаждане и свързва климатичната система и системата за водно охлаждане през охладителя на батерията Chiller (наричан още топлообменник). Тази система избягва недостатъците на първите два метода на охлаждане и в момента е една от най-често използваните системи за термично управление на батерията. Системата има повече компоненти от предишните две. Системата е по-сложна и изисква сравнително голямо пространство за подреждане на компонентите. Компресорът има голямо натоварване по време на работа, което консумира много енергия за цялото превозно средство и е слабо икономично. Освен това, когато част от климатичната система се повреди, нуждите от охлаждане на батерията не могат да бъдат задоволени в максимална степен, вижте Фигура 3.
4. Хибриден тип с водно охлаждане
Тази система се основава на системата за водно охлаждане с директно охлаждане и добавя система за водно охлаждане с радиатор. Двете са подредени в паралелни вериги. Чрез управление на електромагнитния вентил се използват различни вериги за охлаждане на батерията при различни условия. В среда с ниска температура работи само системата за водно охлаждане на радиатора. Когато сте в среда с висока температура, превключете към система за директно охлаждане с водно охлаждане, за да работи. При тежки условия на работа двете системи могат да работят едновременно и батерията може също така да получи максимален капацитет на охлаждане, който може да покрие основно всички среди на използване. Тази охладителна система е изключително сложна, има висока цена, изисква голямо пространство за разположение на превозното средство, има сложни стратегии за контрол на системата и представлява предизвикателство за стабилността и надеждността. Тази система се използва и в повечето хибридни PHEV модели на пазара и има зряла технология, както е показано на фигура 4.
5. Тип въздушно охлаждане
Тази система директно отвежда студения въздух от охлаждането на отделението за пътници към батерията през канала и използва студения въздух за въздушно охлаждане на батерията. Предимствата на тази система са проста структура, контролируема температура на студения въздух и ниска цена на системата. Той обаче има и недостатъците на системата за директно охлаждане. Системата няма функция за нагряване и кондензираната вода, генерирана върху повърхността на батерията, не се изсушава лесно и съществува риск от корозия и замърсяване вътре в батерията. Този тип метод за термично управление обикновено не се препоръчва, вижте Фигура 5.
