سیستم مدیریت حرارتی باتری اصلی 1
سیستم مدیریت حرارتی باتری عمدتاً شامل عملکردهایی مانند گرم کردن و خنک کردن باتری و متعادل کردن دمای داخلی بسته باتری است. دما تأثیر مهمی بر طول عمر، عملکرد و ایمنی باتری دارد، بنابراین سیستم مدیریت حرارتی باتری عاملی تعیین کننده برای اطمینان از عملکرد طبیعی سیستم باتری و حتی عملکرد ایمن خودرو است. با توسعه وسایل نقلیه الکتریکی و فناوری سیستم سه الکتریکی، سیستم مدیریت حرارتی باتری نیز به طور مداوم در حال تغییر است تا نیازهای کنترل دمای سیستم ها و شرایط کاری مختلف را برآورده کند. مطابق با دو الزام کنترل دما خنک کننده و گرمایش باتری، سیستم مدیریت حرارتی باتری را می توان به دو نوع تقسیم کرد: خنک کننده باتری و گرمایش باتری.
روش خنک کننده باتری
با توجه به رسانه های مختلف انتقال حرارت، سیستم مدیریت حرارتی باتری را می توان به سه نوع تقسیم کرد: سیستم مدیریت حرارتی متوسط هوا، سیستم مدیریت حرارتی متوسط مایع و سیستم مدیریت حرارتی مواد تغییر فاز، و سیستم مدیریت حرارتی محیط هوا را می توان به طبیعی تقسیم کرد. سیستم خنک کننده و سیستم خنک کننده هوا. 2 سیستم خنک کننده وجود دارد.
سیستم مدیریت حرارتی مبتنی بر هوا
وسایل نقلیه الکتریکی اولیه از تعداد زیادی از حالت های مدیریت حرارتی خنک کننده طبیعی استفاده می کردند. هنگامی که حالت مدیریت حرارتی خنککننده طبیعی اتخاذ میشود، بسته باتری مورد استفاده در خودرو فاصله 5-10 میلیمتری را بین هر ماژول بهعنوان کانالی برای تبادل گرما با دنیای خارج حفظ میکند. سازگاری در این شرایط نسبتاً ضعیف است، بنابراین این مقاله به طور مفصل به آن پرداخته نخواهد شد. یکی دیگر از سیستم های مدیریت حرارتی متوسط هوا، حالت اتلاف حرارت با هوا خنک است. سیستم های مدیریت حرارتی اتلاف حرارت هوا خنک به طور کلی به دو نوع فعال و غیرفعال تقسیم می شوند. حالت غیرفعال اتلاف گرما با هوا خنک برای تبادل حرارت کاملاً به هوای خارجی متکی است. هوای سرد خارجی از طریق مجرای هوا به بسته باتری خودرو وارد می شود تا بسته باتری خنک شود و هوای گرم از طریق فن تخلیه می شود. حالت اتلاف گرمای فعال خنک کننده هوا به این صورت است که هوای خارجی را از هیتر یا اواپراتور عبور می دهد، آن را مطابق با نیاز سیستم گرم یا خنک می کند و سپس برای کنترل دما به بسته باتری ارسال می کند و در نهایت گاز خروجی را از خروجی خارج می کند. وسیله نقلیه از طریق فن
در مقایسه با سایر سیستمهای رسانهای، سیستم مدیریت حرارتی متوسط هوا دارای بزرگترین مزیتهای کم هزینه و ساختار ساده است. بنابراین، بسیاری از تولیدکنندگان خودرو هنوز از سیستم های مدیریت حرارتی مبتنی بر هوا برای طراحی راه حل های مدیریت حرارتی خودرو استفاده می کنند. با این حال، در مقایسه با سایر سیستم های مدیریت حرارتی، سیستم مدیریت حرارتی متوسط هوا دارای یکنواختی دمای ضعیف تر، سرعت خنک کننده و عملکرد خنک کننده بدتر است.
سیستم مدیریت حرارتی رسانه مایع
سیستم مدیریت حرارت متوسط مایع، گرمای تولید شده توسط باتری و سیستم محرک الکتریکی را از طریق انتقال حرارت همرفتی مایع حذف می کند. این سیستم دارای راندمان خنک کنندگی بالا، سرعت سریع و یکنواختی دمایی خوب است. فرم های چیدمان عبارتند از: چیدمان صفحات خنک کننده در اطراف بسته باتری، تنظیم صفحات خنک کننده بین ماژول های باتری، و ایجاد کانال های خنک کننده سرپانتین بین ماژول های باتری و غیره، برای به حداکثر رساندن سطح تماس بین دستگاه خنک کننده و باتری. بنابراین، سیستم خنک کننده مایع را می توان به طور انعطاف پذیر با توجه به الزامات برای انطباق با راه حل های مختلف خودرو مرتب کرد.
سیستم خنک کننده مایع باید یک چرخه کامل گرمایش و سرمایش را در خارج از بسته باتری راه اندازی کند تا دمای مایع خنک کننده در سیستم خنک کننده مایع را تغییر دهد، بنابراین هزینه تولید کل سیستم بالا است و طراحی دشوار است. با این حال، حالت اتلاف حرارت مایع خنکشده دارای مزایای راندمان اتلاف حرارت بالا و انعطافپذیری بالای محلول است و هنوز هم اصلیترین راهحل سیستم مدیریت حرارتی در بازار است. فنآوریها و راهحلهای مرتبط بیش از پیش بالغ میشوند، که به طور موثر هزینههای ساخت سیستم مدیریت حرارتی را کاهش میدهد. بنابراین، بسیاری از خودروسازان در حال آماده شدن برای تبدیل سیستم های مدیریت حرارتی مبتنی بر هوا به سیستم های مدیریت حرارتی مبتنی بر مایع هستند.
سیستم مدیریت حرارتی مواد تغییر فاز
سیستم مدیریت حرارتی مواد تغییر فاز بهترین سرعت و کارایی خنک کننده را در بین چندین سیستم مدیریت حرارتی ذکر شده در بالا دارد. با این حال، دمای انتقال فاز مبرد باید با محدوده دمای عملیاتی بهینه باتری مطابقت داشته باشد و طراحی سیستم کنترل دشوار است. علاوه بر این، به دلیل کاستیهای آن از جمله سرمایش، عدم گرمایش و قابلیت نگهداری کم، در حال حاضر کاربردهای عملی کمی وجود دارد.
به طور خلاصه، ساختار و اصول خنک کننده سه سیستم مدیریت حرارتی باتری متفاوت است و ویژگی های مربوطه، مزایا و معایب و سناریوهای استفاده مناسب نیز متفاوت است.
