Discussione sulla tecnologia di gestione termica delle batterie dei veicoli a nuova energia
Raffreddatore della batteria Valvola di espansione elettronica Pompa dell'acqua elettronica Scambiatore di calore La batteria di alimentazione è la principale fonte di alimentazione dei veicoli a nuova energia. La batteria genera una grande quantità di calore durante il funzionamento del veicolo e nel tempo si accumula in uno spazio relativamente piccolo. A causa del pacco batteria La fitta sovrapposizione delle celle interne della batteria rende anche in una certa misura più difficile la dissipazione del calore nella zona centrale, esacerbando l'incoerenza di temperatura tra le celle della batteria. Di conseguenza, l'efficienza di carica e scarica della batteria verrà ridotta e la potenza della batteria ne risentirà; nei casi più gravi, causerà anche che l'instabilità termica influisce sulla sicurezza e sulla durata del sistema, soprattutto in termini di gestione della temperatura. L'instabilità termica della batteria può causare incendi e degrado delle prestazioni. Pertanto, la ricerca sulla tecnologia di gestione termica delle batterie dei veicoli a nuova energia è molto importante per lo sviluppo di veicoli a nuova energia. Senso.
1. Componenti di base del sistema di gestione termica del veicolo
Il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia comprende quattro parti principali: sistema batteria, sistema motore, sistema di climatizzazione e altri componenti. Rispetto alla tradizionale gestione termica dei veicoli a carburante, il sistema di gestione termica dei veicoli a nuova energia è più complesso. Il sistema batteria è fondamentale per i veicoli a nuova energia. Per progettare un sistema completo di gestione termica del veicolo, gli ingegneri devono iniziare con la gestione termica del sistema batteria.
2. Metodi comuni di dissipazione del calore per la gestione termica delle batterie dei veicoli a nuova energia
Dalla nascita dei veicoli a nuova energia, esperti e studiosi dei settori correlati hanno condotto molte ricerche sui problemi di dissipazione del calore delle batterie e sono stati raggiunti molti risultati. Il metodo di raffreddamento tradizionale per la gestione termica della batteria è passato dal raffreddamento ad aria al raffreddamento a liquido e al raffreddamento del materiale a cambiamento di fase. Dissipazione del calore e raffreddamento del tubo di calore. Di seguito vengono analizzate le tecnologie di raffreddamento come il raffreddamento ad aria, il raffreddamento a liquido, il raffreddamento del materiale a cambiamento di fase e il raffreddamento dei tubi di calore.
Aria condizionata
Il raffreddamento ad aria è un metodo di dissipazione del calore che utilizza l'aria come mezzo e sfrutta la convezione del calore nell'aria per scambiare direttamente il calore tra la batteria e l'aria, riducendo così la temperatura della batteria. Il raffreddamento ad aria può essere suddiviso in raffreddamento naturale e raffreddamento forzato a seconda che venga utilizzato un ventilatore. Non utilizzato La ventola è un raffreddamento ad aria naturale; la ventola è ad aria forzata. I modelli che utilizzano il raffreddamento ad aria forzata includono BAIC New Energy, Toyota Prius, ecc. Numerosi studi hanno dimostrato che l'effetto di dissipazione del calore del raffreddamento ad aria forzata è molto superiore a quello del raffreddamento ad aria naturale. Effetto.
Il raffreddamento ad aria è attualmente una soluzione di raffreddamento relativamente matura. Presenta i vantaggi di basso costo, basso consumo energetico, tecnologia matura ed è più facile da controllare. Poiché la struttura dell'intero sistema di raffreddamento non è complicata, la successiva manutenzione risulta semplice ed economica. Lo svantaggio è che l'effetto di raffreddamento è fortemente influenzato dalla temperatura ambiente. Nella calda estate, l'efficienza di dissipazione del calore è bassa. In inverno, se è necessario riscaldare la batteria, è necessario anche un sistema di riscaldamento aggiuntivo, come ad esempio l'installazione di una pellicola riscaldante elettrica tra le batterie. Inoltre, il metodo di raffreddamento ad aria non è adatto per È difficile garantire l'uniformità della dissipazione del calore nei pacchi batteria di grandi dimensioni. Esistono problemi legati al fatto che alcune batterie generano grandi quantità di calore e hanno un'efficienza di dissipazione del calore molto bassa, il che influisce sulla sicurezza dell'intero pacco batterie [4]. Il raffreddamento dell'aria svolge un ruolo importante nella gestione termica della batteria dei veicoli a nuova energia. Non è il miglior metodo di raffreddamento del settore.
Raffreddamento a liquido
La tecnologia di raffreddamento a liquido della batteria di alimentazione è un tipo di tecnologia di gestione termica. Questa tecnologia utilizza solitamente un liquido di raffreddamento con un elevato coefficiente di trasferimento del calore per consentire lo scambio di calore tra la batteria e il liquido di raffreddamento, riducendo così la temperatura della batteria. Akbarzadeh et al.analisi di simulazione condotta sull'aria Un'analisi comparativa delle prestazioni di dissipazione del calore dei pacchi batteria raffreddati e raffreddati a liquido mostra che la temperatura massima del pacco batteria è inferiore e la consistenza della temperatura è migliore nel sistema raffreddato a liquido. Il raffreddamento a liquido è un metodo di dissipazione del calore estremamente efficace, simile all'aria. Rispetto al raffreddamento, il coefficiente di trasferimento del calore è più elevato. Il sistema di raffreddamento a liquido dei veicoli elettrici può essere suddiviso in contatto diretto e contatto indiretto a seconda della forma di contatto tra il liquido isolante e la batteria. La forma di immersione delle celle o dei moduli della batteria nel liquido per lo scambio termico è la forma di contatto diretto; inoltre è possibile predisporre canali di raffreddamento tra i moduli batteria oppure utilizzare una piastra di raffreddamento sul fondo della batteria. Il calore della batteria viene trasferito al liquido di raffreddamento attraverso la piastra di raffreddamento. Questa forma di raffreddamento a liquido è il contatto indiretto. Queste due forme Il sistema di raffreddamento a liquido ha requisiti elevati di tenuta all'aria. Inoltre, i requisiti di resistenza meccanica sono elevati e devono essere garantiti la resistenza alle vibrazioni e i requisiti di durata del sistema di raffreddamento.
Il sistema di raffreddamento a liquido dei veicoli elettrici è composto principalmente da liquido di raffreddamento, piastra di raffreddamento, pompa dell'acqua elettronica, sensore di temperatura, radiatore, ecc. Il compressore, come punto di partenza della potenza per la refrigerazione, determina lo scambio di calore dell'intero sistema. Capacità. Il refrigeratore (dispositivo di raffreddamento) svolge il ruolo di scambio di refrigerante e liquido di raffreddamento e la quantità di scambio di calore determina direttamente la temperatura del liquido di raffreddamento. La pompa dell'acqua determina la portata del liquido di raffreddamento nella tubazione. Maggiore è la portata, più veloce è il refrigerante. La prestazione termica sarà migliore e viceversa.
