Преглед на системите за термично управление на батериите
Електрическите превозни средства поставят високи изисквания към системите за управление на топлината на батерията, което води до непрекъснат напредък в тази технология. Ключов аспект е оптимизирането на структурата на разсейване на топлината на батерията. Захранващата система на електрическото превозно средство се състои от множество компоненти на батерията и електронни устройства като двигатели, които генерират значителна консумация на енергия и топлина. Поради големия размер на батерията, тя генерира значителна топлина по време на работа, което налага серия от процеси, включително охлаждане и разсейване на топлината, за да се осигури оптимална работа на батерията. Ефективното термично управление на батерията не само удължава живота на батерията, но и значително намалява загубата на енергия.
Системи за течно охлаждане
Течното охлаждане използва охлаждаща течност за обмен на топлина с батерията, осигурявайки ефективно и бързо разсейване на топлината. Тази технология е разделена на директно и непряко течно охлаждане. При директно течно охлаждане охлаждащата течност влиза директно в контакт с батерията, като например при потапяне в течно охлаждане. Непрякото течно охлаждане обаче постига охлаждане чрез специфични компоненти, като охлаждащи плочи.
В сравнение с въздушното охлаждане, технологията на течните охлаждащи плочи е по-ефективна, а охлаждащите плочи, често направени от алуминий или алуминиеви сплави, са сравнително евтини. Основният фокус на изследването е оптимизирането на структурата и характеристиките на флуидния поток на охлаждащите плочи за опростяване на производствения процес и повишаване на тяхната ефективност.
Системата за термично управление на батерията действа като "мениджър за контрол на температурата", поддържайки работния температурен диапазон на батерията (20-40 градуса). Състои се от четири основни модула с основни функции за контрол на температурата, изравняване на температурата и предотвратяване на експлозия, осигурявайки обхват на батерията и безопасност.
Основни компоненти (4 модула)
1. Модул за топлообмен (основен компонент за изпълнение)
Основни компоненти: Охлаждаща плоча/охлаждащ канал (предимно течно охлаждане, прикрепено към дъното на батерията), радиатор (подобно на радиатора на кола), термопомпа/компресор за климатик (за отопление през зимата).
Функция: Действа като "преносник" на топлина, разсейвайки излишната топлина от батерията чрез циркулация на течност или въздушен поток, или вкарвайки топлина при ниски температури.
2. Среден циркулационен модул (носител на топлина)
Основни компоненти: охлаждаща течност/хладилен агент (основно разтвор на етиленгликол, антифриз и с добра топлопроводимост), водна помпа/вентилатор (задвижва среден поток), тръбопроводи и клапани (контролира посоката на потока на средата).
Функция: Създава "канал" за пренос на топлина, позволявайки функцията за контрол на температурата на модула за топлообмен да покрие целия комплект батерии.
3. Модул за наблюдение (Sensing Core)
Основни компоненти: Температурен сензор (прикрепен към повърхността на отделните батерийни клетки/модули за прецизно измерване на температурата), BMS (система за управление на батерията) (основният „мозък“).
Function: Monitors battery temperature distribution in real time; triggers temperature control commands immediately if the temperature exceeds safe limits (e.g., >50 градуса или<0℃).
4. Допълнителен защитен модул (Осигуряване на безопасност)
Основни компоненти: Топлоизолация (намалява външните температурни смущения), взривозащитен клапан/механизъм за освобождаване на налягането (освобождава налягането в случай на висока-температура), изолационен слой (намалява топлинните загуби през зимата).
Функция: Изолира от външни въздействия на околната среда и се справя с екстремни работни условия, избягвайки риска от термично изтичане.