Strategia di ottimizzazione della gestione termica per le batterie di potenza nei veicoli a nuova energia
Allo stato attuale, nella gestione termica delle batterie di potenza per veicoli a nuova energia, è necessario ottimizzare la progettazione della gestione termica interna della batteria, la struttura di dissipazione del calore del sistema e la strategia di controllo. Nello specifico, possiamo partire da tre aspetti, vale a dire ottimizzare la progettazione della gestione termica all'interno della batteria, migliorare le prestazioni di dissipazione del calore della batteria e del sistema e stabilire un sistema di controllo intelligente della gestione termica per migliorare la progettazione termica della batteria di alimentazione, migliorare la dissipazione del calore del sistema, stabilire un controllo intelligente, sfruttare appieno l'effetto sinergico di varie misure di gestione termica, controllare la temperatura della batteria nell'intervallo più adatto e quindi migliorare notevolmente le prestazioni e la sicurezza della batteria.
1. Ottimizzare il design della gestione termica interna della batteria
Quando si ottimizza la gestione termica delle batterie per veicoli a nuova energia, la progettazione della gestione termica all'interno della batteria è fondamentale ed è necessario garantire la stabilità e la sicurezza del sistema batteria attraverso una sofisticata progettazione ingegneristica e innovazione tecnologica.
Innanzitutto, la disposizione e la struttura delle celle della batteria dovrebbero essere migliorate per ottenere una distribuzione del calore più uniforme. A tal fine, gli ingegneri possono raggiungere questo obiettivo utilizzando materiali ad alta conduttività termica, progettando canali efficienti di dissipazione del calore e adottando una tecnologia avanzata di assemblaggio delle batterie. Ad esempio, l’integrazione di materiali come grafene, compositi a base metallica o tubi termici con buona conduttività termica con le celle della batteria può migliorare significativamente l’efficienza della conduzione del calore tra le celle della batteria. Allo stesso tempo, ottimizzando la spaziatura e la disposizione tra le celle della batteria, è possibile migliorare il percorso del flusso del refrigerante, potenziando così l'effetto di raffreddamento e ottenendo una distribuzione uniforme del calore. È inoltre possibile progettare più circuiti di raffreddamento per garantire che il sistema di gestione termica possa continuare a mantenere la sua funzione anche in caso di guasto di una cella della batteria, migliorando così la ridondanza e l'affidabilità dell'intero sistema.
In secondo luogo, il controllo della conduzione termica dovrebbe essere rafforzato. Gli ingegneri possono integrare sensori di temperatura ad alta precisione e tecnologia di imaging termico nel sistema di gestione della batteria per monitorare la distribuzione della temperatura delle celle e dei moduli della batteria in tempo reale e ottenere un controllo preciso del calore locale. Un sistema di questo tipo può regolare dinamicamente la strategia di raffreddamento, ad esempio controllando la portata del liquido di raffreddamento attraverso una pompa a frequenza variabile o regolando la velocità della ventola di raffreddamento attraverso un algoritmo software intelligente per soddisfare i requisiti di gestione termica in diverse condizioni di carico. Il controllo intelligente della conduzione del calore non solo può rispondere rapidamente alle variazioni di temperatura e migliorare la precisione della gestione termica, ma anche ridurre efficacemente il consumo di energia e migliorare l'efficienza energetica del veicolo ottimizzando le operazioni di gestione termica.
2. Migliorare le prestazioni di dissipazione del calore della batteria e del sistema
Per le prestazioni di dissipazione del calore del pacco batteria, gli ingegneri possono ottimizzare la struttura e i materiali di dissipazione del calore, migliorare il design della piastra di dissipazione del calore, aumentare il numero di dissipatori di calore per espandere la superficie di conduzione del calore e introdurre tubi di calore o mezzi di conduzione del calore per accelerare il trasferimento di calore e ridurre efficacemente l'aumento di temperatura all'interno del pacco batteria. Per le prestazioni complessive di dissipazione del calore del sistema batteria, gli ingegneri devono ottenere una gestione termica più efficiente ottimizzando la struttura di dissipazione del calore e il principio di funzionamento del sistema. Allo stesso tempo, il design del condotto dell'aria dovrebbe essere migliorato o dovrebbero essere aggiunte ventole per ottimizzare la convezione dell'aria per migliorare l'effetto di dissipazione del calore del dissipatore di calore. Inoltre, il sistema di controllo intelligente può essere combinato per regolare la velocità della ventola di raffreddamento in tempo reale in base alla temperatura della batteria per ottenere una dissipazione precisa del calore, migliorare l'efficienza di utilizzo dell'energia e garantire un intervallo di temperatura operativa stabile del sistema batteria in varie condizioni. condizioni di lavoro.
3. Stabilire un sistema di controllo intelligente della gestione termica
Quando si ottimizza la gestione termica delle batterie di alimentazione dei veicoli a nuova energia, gli ingegneri devono stabilire un sistema di controllo intelligente della gestione termica per ottenere un controllo preciso e l'ottimizzazione della temperatura della batteria.
Innanzitutto, combinare tecnologie come sensori, unità di controllo e algoritmi per ottenere il monitoraggio e l’analisi in tempo reale della temperatura della batteria mediante sistemi di controllo di gestione termica intelligenti. I sensori di temperatura disposti nel pacco batteria possono ottenere con precisione dati di temperatura in varie posizioni all'interno della batteria, che verranno trasmessi all'unità di controllo per il monitoraggio e l'analisi in tempo reale. Allo stesso tempo, l'algoritmo intelligente può elaborare i dati di temperatura e generare strategie di controllo corrispondenti basate su fattori quali lo stato di funzionamento, le condizioni ambientali e le esigenze dell'utente della batteria. Basato sul monitoraggio e sull'analisi in tempo reale dei dati dei sensori e su algoritmi intelligenti, il sistema di controllo della gestione termica intelligente può analizzare in modo più accurato lo stato termico della batteria e fornire una base accurata per le successive decisioni di controllo della gestione termica.
In secondo luogo, il sistema di controllo della gestione termica intelligente deve avere capacità di adattabilità e ottimizzazione per ottenere un controllo e un’ottimizzazione precisi della temperatura della batteria. Introducendo algoritmi intelligenti e modelli di ottimizzazione, il sistema può regolare dinamicamente la strategia di gestione termica in base allo stato di funzionamento e alle condizioni ambientali della batteria per ottenere il miglior effetto di controllo della temperatura. Ad esempio, per le batterie in ambienti ad alta temperatura, il sistema può regolare automaticamente le misure di dissipazione del calore e di raffreddamento per prevenire rischi per la sicurezza causati da temperature eccessive; in ambienti a bassa temperatura, il sistema può avviare automaticamente misure di riscaldamento per migliorare le prestazioni della batteria e prolungarne la durata. Gli algoritmi intelligenti possono anche analizzare e prevedere sulla base di dati storici e risultati di monitoraggio in tempo reale, ottimizzare ulteriormente le strategie di gestione termica e fornire supporto decisionale.
4. Collaborare con i sistemi montati sui veicoli per ottenere la gestione termica
Innanzitutto, integrare la gestione termica della batteria con il sistema di climatizzazione del veicolo (HVAC). Questa integrazione utilizza le funzioni di raffreddamento e riscaldamento del sistema di climatizzazione del veicolo. Attraverso algoritmi di controllo intelligenti, l'intensità e la durata del raffreddamento o del riscaldamento dell'aria condizionata vengono regolati in base alla temperatura in tempo reale e allo stato di funzionamento della batteria, ottenendo così un controllo preciso della temperatura della batteria e prevenendo il degrado delle prestazioni della batteria o problemi di sicurezza in condizioni di temperatura estreme . Allo stesso tempo, anche l’efficienza nell’utilizzo dell’energia può essere migliorata, perché il sistema di climatizzazione del veicolo e il sistema di gestione termica della batteria condividono scambiatori di calore e mezzi di raffreddamento, il che può ridurre la complessità del sistema e quindi migliorare l’efficienza energetica dell’intero veicolo. Inoltre, il sistema integrato può ottenere calore dal mondo esterno per riscaldare la batteria in inverno attraverso il principio delle pompe di calore, oppure rilasciare il calore in eccesso dalla batteria al mondo esterno in estate, migliorando ulteriormente la flessibilità e l’efficienza della gestione termica.
In secondo luogo, realizzare il coordinamento tra l'unità di controllo elettronica di bordo (ECU) e il sistema di gestione dell'energia. Attraverso il sistema di controllo elettronico altamente integrato, il sistema di gestione termica della batteria può realizzare lo scambio di informazioni e il controllo del collegamento con il sistema di alimentazione del veicolo, il sistema di ricarica e altre apparecchiature elettroniche. Ad esempio, quando il veicolo si trova in uno stato di funzionamento a carico elevato come la guida ad alta velocità o in salita, l'ECU può regolare la potenza in uscita per ridurre il carico della batteria, riducendo così il calore generato dalla batteria; durante il processo di ricarica, il sistema di gestione dell'energia può regolare la potenza e la strategia di ricarica in base alla temperatura della batteria e allo stato di carica per evitare il problema dell'eccessivo aumento della temperatura causato dalla ricarica rapida. Il coordinamento intelligente tra i sistemi può non solo prolungare la durata della batteria e migliorare le prestazioni di sicurezza, ma anche ridurre il consumo energetico dell'intero veicolo attraverso un'efficiente gestione dell'energia termica e cinetica e migliorare l'esperienza di guida dell'utente e l'economia del veicolo.