نظام الإدارة الحرارية لبطارية السيارة الكهربائية (BTMS)

نظرًا لأن السيارات الكهربائية أصبحت اتجاهًا لا يمكن إيقافه بسبب انبعاثاتها الصفرية وكفاءتها العالية من الخزان إلى العجلة، فقد أصبح تحسين أداء البطارية والتكلفة والعمر والسلامة أمرًا ذا أهمية متزايدة. وتعد أنظمة الإدارة الحرارية للبطارية (BTMS) أمرًا بالغ الأهمية لأداء البطارية، وهو أمر ضروري للأداء العام لأنظمة توليد القوة في السيارات الكهربائية (EVs) والمركبات الكهربائية الهجينة (HEVs). تشمل تقنيات BTMS ما يلي:

    · أنظمة تبريد الهواء.

    · أنظمة التبريد السائلة.

    · أنظمة التبريد المباشر.

    · مادة تغير الطور (PCM).

    · الكهرباء الحرارية.

    · تبريد الأنابيب الحرارية.

1. تبريد الهواء والتدفئة

تستخدم أنظمة الهواء الهواء كوسيط حراري. يمكن أن يأتي الهواء الداخل مباشرة من الغلاف الجوي أو المقصورة أو يتم تكييف الهواء بعد سخان تكييف الهواء أو المبخر. الأول يسمى نظام الهواء السلبي، والأخير نشط. يمكن للأنظمة النشطة توفير طاقة تبريد أو تدفئة إضافية. يمكن للأنظمة السلبية أن توفر مئات الواط من طاقة التبريد أو التدفئة، بينما تقتصر الأنظمة النشطة على 1 كيلو واط من الطاقة.

تسمى كلتا الحالتين بأنظمة الهواء القسري لأنه يتم توفير الهواء بواسطة منفاخ.

2. التبريد والتدفئة السائلة

التبريد السائل هو نظام تبريد يستخدم فيه الماء كمبرد لتبريد الخلية. والتبريد السائل هو نظام التبريد الأكثر استخدامًا بسبب تصميمه المريح وأداء التبريد الجيد. عادة ما تكون هناك مجموعتان من السوائل المستخدمة في أنظمة الإدارة الحرارية. أحدهما عبارة عن سائل عازل (سائل اتصال مباشر) يمكنه الاتصال مباشرة بمونومر البطارية، مثل الزيوت المعدنية. والآخر هو السوائل الموصلة (سوائل الاتصال غير المباشرة) التي يمكنها الاتصال بالخلية بشكل غير مباشر فقط، مثل خليط من جلايكول الإيثيلين والماء. في كلا المجموعتين، تُفضل أنظمة الاتصال غير المباشرة لعزل وحدة البطارية بشكل أفضل عن المناطق المحيطة بها لتحسين أداء السلامة. يمكن أيضًا تقسيم الأنظمة السائلة إلى أنظمة سلبية ونشطة باستخدام خافضات حرارة مختلفة للتبريد.

فيما يتعلق بالتبريد السائل، تعد Winshare Thermal واحدة من الشركات الرائدة والأكثر احترافية في العالم في مجال التبريد لوحة باردة سائلة ، نوع النحاس، نوع مقذوف، النحاس، و لوحة الألومنيوم الباردة . يمكن تخصيص

3. التبريد والتدفئة المباشرة لغاز التبريد

مثل نظام السائل النشط، يتكون نظام التبريد المباشر (DRS) من حلقة تكييف الهواء، لكن DRS يستخدم المبرد مباشرة كسائل نقل الحرارة المنتشر عبر الخلية.

4. بي سي إم

تمتص المواد المتغيرة الطور الحرارة طوال عملية الصهر وتحتفظ بها كحرارة كامنة حتى تصل إلى الحد الأقصى. بالإضافة إلى ذلك، يرتبط PCM دائمًا لبعض الوقت، وتبقى درجة الحرارة عند نقطة الانصهار، ثم تتأخر زيادة درجة الحرارة. لذلك، يتم استخدام PCM كموصل ومخزن مؤقت في BTMS. بالإضافة إلى ذلك، يتم دائمًا دمج PCM مع نظام BTMS آخر (على سبيل المثال، سائل أو مبرد بالهواء) لإدارة درجة حرارة الخلية.

5. الوحدة الحرارية

تقوم الوحدة الكهروحرارية بتحويل الجهد إلى اختلاف في درجة الحرارة والعكس. يتم استخدام التأثير السابق هنا. وهذا يعني أنه ينقل الحرارة عبر الوحدة عن طريق استهلاك الكهرباء مباشرة. تم تركيب مروحتين لتحسين نقل الحرارة عن طريق الحمل القسري. من خلال الجمع بين نظام الهواء السلبي ووحدة كهروحرارية، يمكن للنظام المدمج تبريد البطارية إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهواء الداخل. ومع ذلك، فإن الطاقة لا تزال محدودة بحوالي بضع مئات من الواط، أي أقل من كيلووات. القضية الرئيسية لهذا التبريد هي سلامة النظام، والتي يمكن أن تكون مشكلة في حالات الطوارئ. يمكن أن يحدث ماس كهربائي بسبب تسرب سائل التبريد في خلية البطارية، مما يؤدي إلى تعطل السيارة والتسبب في الوفاة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون للأنبوب الشعري الحد الأدنى من القطر للحفاظ على انخفاض الضغط الكافي وتجنب الانسداد.

6. أنابيب الحرارة

بالإضافة إلى الوحدات الحرارية، تعتبر الأنابيب الحرارية طريقة أخرى لترقية أنظمة الهواء السلبية. الغلاف النحاسي المسطح لأنبوب الحرارة تحت فراغ جزئي. يتكون الهيكل الشعري من مسحوق النحاس الملبد. يستخدم أنبوب الحرارة الماء باعتباره سائل العمل. بسبب الضغط الداخلي المنخفض، يمتص الماء الموجود على جانب المبخر الحرارة ويتحول إلى بخار عند درجة حرارة أقل من 100 درجة مئوية. يشع الماء الموجود في المكثف الحرارة ويتحول إلى سائل مرة أخرى. وتتكرر هذه الدورة مرارا وتكرارا.