Система управления температурным режимом аккумуляторной батареи электромобиля (BTMS)

Поскольку электромобили становятся непреодолимой тенденцией благодаря нулевым выбросам и высокой эффективности работы от бака до колеса, повышение производительности аккумуляторов, стоимости, срока службы и безопасности становится все более важным. А системы управления температурой аккумулятора (BTMS) имеют решающее значение для производительности аккумулятора, что важно для общей производительности систем трансмиссии электромобилей (EV) и гибридных электромобилей (HEV). Технологии BTMS включают в себя:

    · Системы воздушного охлаждения.

    · Системы жидкостного охлаждения.

    · Системы прямого охлаждения хладагентом.

    · Материал с фазовым переходом (PCM).

    · Термоэлектрики.

    · Охлаждение с помощью тепловых трубок.

1. Охлаждение и обогрев воздуха.

В воздушных системах в качестве теплоносителя используется воздух. Входящий воздух может поступать непосредственно из атмосферы или кабины или быть кондиционированным воздухом после нагревателя или испарителя кондиционера. Первая называется пассивной воздушной системой, а вторая – активной. Активные системы могут обеспечивать дополнительную мощность охлаждения или обогрева. Пассивные системы могут обеспечивать сотни ватт мощности охлаждения или обогрева, тогда как активные системы ограничены мощностью 1 кВт.

Оба случая называются системами принудительной подачи воздуха, поскольку воздух подается вентилятором.

2. Жидкостное охлаждение и обогрев.

Жидкостное охлаждение — это система охлаждения, в которой в качестве хладагента для охлаждения ячейки используется вода. Жидкостное охлаждение является наиболее часто используемой системой охлаждения из-за ее удобной конструкции и хороших характеристик охлаждения. Обычно в системах терморегулирования используются две группы жидкостей. Одним из них является диэлектрическая жидкость (жидкость прямого контакта), которая может напрямую контактировать с мономером батареи, например минеральное масло. Другой — проводящие жидкости (жидкости непрямого контакта), которые могут контактировать с клеткой только косвенно, например смесь этиленгликоля и воды. В обеих группах предпочтительны системы непрямого контакта, чтобы лучше изолировать аккумуляторный модуль от окружающей среды и повысить безопасность. Жидкостные системы также можно разделить на пассивные и активные, использующие различные радиаторы для охлаждения.

Что касается жидкостного охлаждения, Winshare Thermal является одним из ведущих и наиболее профессиональных поставщиков в мире. Жидкостная холодная пластина , паяного типа, экструдированного типа, меди и Алюминиевая холодная пластина может быть изготовлена ​​по индивидуальному заказу.

3. Прямое охлаждение и нагрев хладагента.

Как и активная жидкостная система, система прямого хладагента (DRS) состоит из контура кондиционирования, но DRS использует хладагент непосредственно в качестве теплоносителя, циркулирующего через элемент.

4. ПКМ

Материалы с фазовым переходом поглощают тепло на протяжении всего процесса плавления и сохраняют его в виде скрытого тепла, пока оно не достигнет максимума. Кроме того, ПКМ всегда связывается в течение некоторого времени, температура остается на уровне температуры плавления, а затем повышение температуры задерживается. Поэтому PCM используется в качестве проводника и буфера в BTMS. Кроме того, PCM всегда комбинируется с другой системой BTMS (например, с жидкостным или воздушным охлаждением) для управления температурой элемента.

5. Термоэлектрический модуль.

Термоэлектрический модуль преобразует напряжение в разность температур и наоборот. Здесь используется первый эффект. Это означает, что он передает тепло через модуль, напрямую потребляя электроэнергию. Для улучшения теплопередачи за счет принудительной конвекции установлены два вентилятора. Сочетая пассивную воздушную систему с термоэлектрическим модулем, комбинированная система может охлаждать батарею до температуры, даже ниже температуры входящего воздуха. Однако мощность по-прежнему ограничена примерно несколькими сотнями ватт, то есть менее киловатта. Основной проблемой такого охлаждения является безопасность системы, которая может стать проблемой в чрезвычайных ситуациях. Короткое замыкание может произойти из-за утечки охлаждающей жидкости в элементе аккумуляторной батареи, что приведет к выходу автомобиля из строя и фатальному исходу. Кроме того, капиллярная трубка должна иметь минимальный диаметр, чтобы поддерживать достаточный перепад давления и избегать засорения.

6. Тепловая трубка

Помимо термоэлектрических модулей, еще одним способом модернизации пассивных воздушных систем являются тепловые трубки. Плоский медный корпус тепловой трубки находится под частичным вакуумом. Капиллярная структура изготовлена ​​из спеченного медного порошка. В тепловой трубке в качестве рабочего тела используется вода. Из-за низкого внутреннего давления вода на стороне испарителя поглощает тепло и превращается в пар при температуре ниже 100°C. Вода на конденсаторе излучает тепло вокруг и снова превращается в жидкость. Этот цикл повторяется снова и снова.