مروری بر قدرتسیستم مدیریت حرارتی باتری
وسایل نقلیه الکتریکی تقاضای زیادی برای سیستم های مدیریت حرارتی باتری دارند که باعث پیشرفت مداوم در این فناوری می شود. یک جنبه کلیدی بهینه سازی ساختار اتلاف حرارت باتری است. سیستم قدرت یک وسیله نقلیه الکتریکی شامل اجزای باتری و دستگاه های الکترونیکی متعددی مانند موتور است که مصرف انرژی و گرمای قابل توجهی تولید می کند. با توجه به اندازه بزرگ باتری، گرمای قابل توجهی را در حین کار تولید می کند که برای اطمینان از عملکرد بهینه باتری، نیاز به یک سری فرآیندها مانند خنک کردن و اتلاف گرما دارد. مدیریت حرارتی موثر باتری نه تنها طول عمر باتری را افزایش می دهد، بلکه اتلاف انرژی را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
تفاوتها با مدیریت حرارتی سنتی خودرو
مدیریت حرارتی سنتی خودرو ساده است و فاقد سیستمهای کنترل و اجزای پیچیده است. هدف آن صرفاً حفظ دمای موتور در یک محدوده ایده آل، استفاده از گرمای اتلاف تولید شده توسط موتور برای تامین گرمای لازم به محفظه سرنشین بدون مصرف انرژی اضافی است.
خودروهای انرژی نو به طور قابل توجهی با خودروهای سنتی در ساختار سیستم خود تفاوت دارند. الزامات برای قرار دادن و نصب اجزای سیستم در سرتاسر خودرو به نسبت بالاتر است و فضای بیشتری را در محفظه موتور می طلبد. انواع مختلف خودروهای انرژی نو نیز ویژگی های متفاوتی دارند. برای وسایل نقلیه الکتریکی خالص، هیچ موتوری به عنوان منبع انرژی برای گردش مایع خنککننده وجود ندارد، و همچنین هیچ گرمای اتلاف موتور برای استفاده وجود ندارد.
برای خودروهای هیبریدی، به دلیل استراتژیهای کنترل منحصر به فردشان، موتور نمیتواند گردش مایع خنککننده را تامین کند یا گرمای لازم را به محفظه سرنشینان در صورت کار نکردن تامین کند. بنابراین، از نظر ساختاری، سیستمهای مدیریت حرارتی وسایل نقلیه انرژی جدید با پمپهای آب الکتریکی مستقل برای تغذیه گردش مایع خنککننده طراحی شدهاند. گرمایش معمولاً از گرمایش الکتریکی استفاده میکند، با یک PTC الکتریکی جداگانه، مایع خنککننده را گرم میکند، که سپس به هسته بخاری خودرو گردش میکند تا گرما را به محفظه سرنشین برساند - این در حال حاضر رویکرد اصلی است. روش دیگر شامل گرم کردن مستقیم هوای عبوری از اواپراتور و سپس دمیدن گرما به وسیله نقلیه از طریق یک فن است. با این حال، این روش به ندرت به دلیل نگرانی های ایمنی استفاده می شود.
حالتهای عملکرد واحد خنکشده با آب-
واحد مدیریت حرارتی باتری (TMS) دارای دو حالت عملیاتی است: خنک کننده و گردش خود{0}، تا نیازهای مختلف مدیریت حرارتی باتری را برآورده کند.
حالت خنک کننده:با استفاده از اصل تبرید فشرده سازی بخار برای خنک کردن مبرد، پس از اتصال به مدار خنک کننده، خنک کننده توسط مبدل حرارتی خنک می شود. پمپ آب گردش مایع خنککننده را برای خنک کردن باتری هدایت میکند، و به طور موثر مشکلاتی مانند افزایش بیش از حد دما ناشی از محیطهای با دمای بالا یا شارژ/دشارژ کردن را برطرف میکند.
حالت گردش خود-:کمپرسور روشن نمی شود. فقط پمپ آب گردش مایع خنک کننده را برای برآوردن نیازهای خنک کننده باتری تحت شرایط بار حرارتی کم هدایت می کند.
استراتژی کنترل:کنترلکننده از طریق ارتباط CAN به BMS متصل میشود، پیامهای BMS را دریافت و تجزیه میکند، و کمپرسور را از طریق پارامترهای تجزیهشده و استراتژی کنترل داخلی- کنترل میکند. همچنین سرعت فن و پمپ آب را از طریق ارتباط PWM برای تنظیم خودکار توان خروجی کنترل می کند. به طور همزمان، وضعیت کنترلر در BMS آپلود می شود تا نیازهای مدیریت حرارتی باتری را برآورده کند.
