Analiza tehnologije upravljanja toplinom
Čista baterija za električna vozila
Tehnologija upravljanja termičkom baterijom napajanja
1. Hlađenje baterije
Općenito, metode hlađenja električnih baterija čisto električnih vozila uglavnom uključuju zračno hlađenje, hlađenje tekućinom i direktno hlađenje.
1) Tehnologija hlađenja zraka (zračno hlađenje) koristi prirodni vjetar ili hladan zrak koji stvara rashladni sistem vozila za uklanjanje topline kroz termičku konvekciju ili vođenje topline kako bi se postiglo hlađenje baterije. Tehnologija vazdušnog hlađenja ima karakteristike jednostavnog sistema, niske cene i lakog održavanja i ima široku primenu.
2) Tehnologija hlađenja tekućinom koristi tekućinu kao medij za prijenos topline, a tekućina oduzima toplinu kada teče kroz cijevi unutar baterije. Tečnost koja se koristi u tečnom hlađenju je uglavnom rashladna tečnost koja cirkuliše u sistemu za hlađenje vozila. Toplota koju prenosi rashladna tečnost gubi se na vazduh kroz radijator. Neka vozila su opremljena izmenjivačem toplote koji se zove Chiller u sistemu za hlađenje kako bi se spojili sistem hlađenja vozila i sistem za hlađenje kako bi se povećao efekat hlađenja sistema. U poređenju sa tehnologijom vazdušnog hlađenja, tehnologija tekućeg hlađenja ima karakteristike snažnog kapaciteta hlađenja, dobre uniformnosti i velike brzine.
3) Tehnologija direktnog hlađenja koristi rashladno sredstvo u rashladnom sistemu da direktno oduzme toplotu iz baterije. Komplet ekspanzionog ventila i isparivača ugrađeni su unutar akumulatora. Rashladno sredstvo isparava i apsorbira toplinu u isparivaču. Budući da tehnologija direktnog hlađenja nema izmjenjivač topline koji postoji u tehnologiji tekućeg hlađenja, direktno hlađenje je efikasnije. Međutim, kada se baterija za napajanje hladi, potrebno je ukloniti dio rashladnog sredstva u rashladnom sistemu, što će uticati na efekat hlađenja putničkog prostora i smanjiti udobnost.
2 Grejanje na baterije
Postoje dvije glavne vrste tehnologija grijanja baterija: samozagrijavanje baterije i korištenje vanjskih grijaćih elemenata. Samozagrijavanje baterije, kao što ime govori, koristi toplinu koju baterija stvara tokom punjenja i pražnjenja za povećanje temperature baterije. Međutim, ova metoda ima sporu efikasnost grijanja i u osnovi je napuštena.
Glavna upotreba vanjskih grijaćih elemenata je grijaći film i PTC. Film za grijanje je blizu površine baterijskog modula i stvara toplinu kako bi povećao temperaturu baterije kada se napaja. Metode grijanja na baterije su slične metodama hlađenja, a postoje tri tipa: grijanje zraka, grijanje vode i direktno grijanje rashladnim sredstvom.
3 Sistem upravljanja toplinom
Kada se baterija hladi i grije, različite metode se mogu odabrati nezavisno. Međutim, kako integracija vozila postaje sve veća i veća, postavljaju se i veći zahtjevi za sistem upravljanja toplinom vozila. Stoga su se pojavili sistemi za upravljanje toplotom koji mogu i hladiti i zagrijavati bateriju. Neka vozila su čak razvila visoko integrisane sisteme upravljanja toplotom koristeći klima-uređaje sa toplotnom pumpom, koji kombinuju sistem za hlađenje vozila, hlađenje/grejanje baterije i hlađenje i grejanje putničkog prostora. Tri glavna sistema su organski kombinovana.
Kućište za sistem upravljanja toplinom vozila
1. Arhitektura sistema upravljanja toplotom
Arhitektura sistema upravljanja toplotom određenog čisto električnog vozila prikazana je na slici 1. Ovaj sistem upravljanja toplotom koristi klima uređaj sa toplotnom pumpom za postizanje organskog jedinstva direktnog hlađenja i grejanja baterije, hlađenja sistema električnog pogona i hlađenja. i grijanje putničkog prostora. U krugu električnog pogona postavljen je poseban krug za hlađenje vode, koji je povezan sa sistemom toplotne pumpe preko pločastog izmjenjivača topline za prijenos topline, koji može ostvariti funkcije povrata otpadne topline i grijanja u zastoju; u hladnoj zimi, kako bi se riješio problem lošeg efekta grijanja klima uređaja sa toplotnom pumpom, usklađivanjem PTC-a za povećanje efekta grijanja putničkog prostora. Sistem upravljanja toplinom omogućava potrebe hlađenja i grijanja u više načina.
2. Princip sistema upravljanja toplotom
Budući da sistem ima više načina rada, ovaj članak uvodi samo princip rada režima hlađenja i grijanja gdje treba hladiti bateriju ili putnički prostor.
1) Princip hlađenja energetskih baterija. Kada je temperatura akumulatora visoka i potrebno je hlađenje, otvaraju se elektromagnetski ventil za klimatizaciju i hlađenje, elektromagnetni ventil za izmjenu topline zraka, elektronski ekspanzijski ventil baterije i elektromagnetni ventil za hlađenje baterije u sistemu (magnetni ventil za grijanje baterije je zatvoren) , a kada rashladno sredstvo teče kroz elektronski ekspanzioni ventil baterije, nakon prigušivanja i ekspanzije, isparava i apsorbira toplinu u pločastom izmjenjivaču topline baterije, oduzimajući toplinu kako bi se postigla svrha hlađenja baterije. Ako je putnički prostor također potrebno hlađenje u ovom trenutku, trebate samo otvoriti rashladni elektronski ekspanzioni ventil (magnetni ventil za klimatizaciju i grijanje je zatvoren), a dio rashladnog sredstva će ispariti i apsorbirati toplinu u isparivaču u automobilu kako bi postići hlađenje putničkog prostora.
2) Princip grejanja akumulatora. Kada je temperatura baterije niska i potrebno je zagrijati, elektromagnetski ventil za grijanje baterije, elektronski ekspanzijski ventil akumulatora, elektromagnetni ventil za izmjenu topline izvora vode i solenoidni ventil za grijanje klima uređaja u sistemu se otvaraju (elektronski ekspanzijski ventil za grijanje, klima uređaj i hlađenje elektromagnetni ventil, elektromagnetni ventil za izmjenu topline zraka, elektronski ekspanzijski ventil za hlađenje je zatvoren), a rashladno sredstvo na visokim temperaturama koje komprimira kompresor teče kroz pločasti izmjenjivač topline paketa baterija za zagrijavanje baterije niske temperature. Nakon zagrijavanja, temperatura rashladnog sredstva se smanjuje, teče kroz pločasti izmjenjivač topline, apsorbira toplinu kruga električnog pogona i ostvaruje povrat otpadne topline. Ako je u ovom trenutku potrebno i putnički prostor za grijanje, potrebno je samo otvoriti električni ekspanzijski ventil grijanja, a dio rashladnog sredstva na visokim temperaturama teče kroz kondenzator u automobilu kako bi otpustio toplinu u putnički prostor, a zatim se spaja sa baterija za grijanje rashladnog sredstva ispred pločastog izmjenjivača topline kako bi nastavila učestvovati u ciklusu. . Ako je temperatura okoline vrlo niska, sistem uključuje PTC pomoćno grijanje putničkog prostora.