Almindelig batteri termisk styringssystem 1
Batteriets termiske styringssystem omfatter hovedsageligt funktioner som opvarmning og afkøling af batteriet og afbalancering af batteripakkens interne temperatur. Temperaturen har en vigtig indflydelse på batteriets levetid, ydeevne og sikkerhed, så batteriets termiske styringssystem er en afgørende faktor for at sikre normal drift af batterisystemet og endda sikker drift af køretøjet. Med udviklingen af elektriske køretøjer og tre-elektrisk systemteknologi ændrer det termiske batteristyringssystem sig også konstant for at opfylde temperaturkontrolkravene for forskellige systemer og arbejdsforhold. Svarende til de to krav til temperaturstyring af batterikøling og -opvarmning, kan batteriets termiske styringssystem opdeles i to typer: batterikøling og batteriopvarmning.
Batterikølingsmetode
I henhold til forskellige varmeoverførselsmedier kan batteriets termiske styringssystem opdeles i tre typer: luftmedium termisk styringssystem, flydende medium termisk styringssystem og faseændringsmateriale termisk styringssystem, og luftmediet termisk styringssystem kan opdeles i naturligt kølesystem og luftkølesystem. Der er 2 kølesystemer.
Luftbaseret termisk styringssystem
Tidlige elektriske køretøjer brugte et stort antal termiske styringsmetoder for naturlig afkøling. Når den termiske styringstilstand for naturlig køling anvendes, reserverer batteripakken, der bruges i køretøjet, en afstand på 5-10 mm mellem hvert modul som en kanal til varmeudveksling med omverdenen. Tilpasningsevnen under disse forhold er relativt dårlig, så denne artikel vil ikke diskutere det i detaljer. Et andet luft-medium termisk styringssystem er den luftkølede varmeafledningstilstand. Luftkølede varmeafledningssystemer kan generelt opdeles i to typer: aktive og passive. Den passive luftkølede varmeafledningstilstand er udelukkende afhængig af ekstern luft til varmeveksling. Den eksterne kolde luft indføres i køretøjets batteripakke gennem luftkanalen for at afkøle batteripakken, og den varme luft udledes gennem ventilatoren. Den aktive luftkølende varmeafledningstilstand er at lede den eksterne luft gennem varmeren eller fordamperen, opvarme eller afkøle den i henhold til systemkravene og derefter sende den til batteripakken til temperaturkontrol og til sidst udtømme udstødningsgassen fra køretøjet gennem ventilatoren.
Sammenlignet med andre mediesystemer har luft-medium termisk styringssystemet de største fordele ved lave omkostninger og enkel struktur. Derfor bruger mange bilproducenter stadig luftbaserede termiske styringssystemer til at designe køretøjers varmestyringsløsninger. Sammenlignet med andre termiske styringssystemer har luftmediets termiske styringssystem imidlertid dårligere temperaturensartethed, dårligere kølehastighed og køleydelse.
Liquid Media Thermal Management System
Det flydende medium varmestyringssystem eliminerer den varme, der genereres af batteriet og det elektriske drivsystem gennem den konvektive varmeoverførsel af væsken. Dette system har høj køleeffektivitet, hurtig hastighed og god temperaturensartethed. Layoutformerne omfatter: anbringelse af køleplader rundt om batteripakken, indstilling af køleplader mellem batterimoduler og etablering af serpentine kølekanaler mellem batterimoduler osv. for at maksimere kontaktområdet mellem køleanordningen og batteriet. Derfor kan væskekølesystemet være fleksibelt indrettet efter behov for at tilpasse sig forskellige køretøjsløsninger.
Væskekølesystemet skal opsætte en komplet opvarmnings- og kølecyklus uden for batteripakken for at ændre temperaturen på kølevæsken i væskekølesystemet, så produktionsomkostningerne for hele systemet er høje, og designet er vanskeligt. Den væskekølede varmeafledningstilstand har dog fordelene ved høj varmeafledningseffektivitet og høj løsningsfleksibilitet og er stadig den mest almindelige varmestyringssystemløsning på markedet. Relaterede teknologier og løsninger bliver mere og mere modne, hvilket effektivt reducerer produktionsomkostningerne for det termiske styringssystem. Derfor forbereder mange bilproducenter sig på at konvertere luftbaserede termiske styringssystemer til væskebaserede termiske styringssystemer.
Faseskift materiale termisk styringssystem
Faseændringsmaterialets termiske styringssystem har den bedste kølehastighed og effektivitet blandt de ovennævnte adskillige termiske styringssystemer. Imidlertid skal kølemidlets faseovergangstemperatur matche batteriets optimale driftstemperaturområde, og udformningen af kontrolsystemet er vanskelig. På grund af dets mangler med kun afkøling, ingen opvarmning og lav vedligeholdelsesevne er der få praktiske anvendelser på nuværende tidspunkt.
For at opsummere er strukturerne og køleprincipperne for de tre termiske batteristyringssystemer forskellige, og de tilsvarende egenskaber, fordele og ulemper og passende brugsscenarier er også forskellige.
