Oversigt over Power Battery Thermal Management Systems
Elektriske køretøjer stiller høje krav til batteri termiske styringssystemer, hvilket driver kontinuerlige fremskridt inden for denne teknologi. Et centralt aspekt er optimering af batteriets varmeafledningsstruktur. Et elektrisk køretøjs strømsystem omfatter flere batterikomponenter og elektroniske enheder såsom motorer, der genererer et betydeligt strømforbrug og varme. På grund af batteriets store størrelse genererer det betydelig varme under drift, hvilket nødvendiggør en række processer, herunder afkøling og varmeafledning, for at sikre optimal batteriydelse. Effektiv termisk batteristyring forlænger ikke kun batteriets levetid, men reducerer også energitabet betydeligt.
Flydende kølesystemer
Væskekøling bruger kølevæske til at udveksle varme med batteriet, hvilket giver en effektiv og hurtig varmeafledning. Denne teknologi er opdelt i direkte og indirekte væskekøling. Ved direkte væskekøling kommer kølevæsken i direkte kontakt med batteriet, såsom ved nedsænkning af væskekøling. Indirekte væskekøling opnår dog køling gennem specifikke komponenter, såsom køleplader.
Sammenlignet med luftkøling er flydende kølepladeteknologi mere effektiv, og køleplader, ofte lavet af aluminium eller aluminiumslegeringer, er relativt billige. Det primære forskningsfokus er at optimere strukturen og væskestrømningsegenskaberne for kølepladerne for at forenkle fremstillingsprocessen og øge deres effektivitet.
Batteriets termiske styringssystem fungerer som en "temperaturstyringsstyring", der opretholder batteriets driftstemperaturområde (20-40 grader). Den består af fire kernemoduler med kernefunktioner som temperaturkontrol, temperaturudligning og eksplosionsforebyggelse, hvilket sikrer batteriets rækkevidde og sikkerhed.
Kernekomponenter (4 moduler)
1. Varmeudvekslingsmodul (kerneudførelseskomponent)
Kernekomponenter: Køleplade/kølekanal (primært væskekøling, fastgjort til bunden af batteripakken), radiator (svarende til en bilradiator), varmepumpe/klimakompressor (til opvarmning om vinteren).
Funktion: Fungerer som en "varmetransportør", der spreder overskydende varme fra batteriet gennem væskecirkulation eller luftstrøm eller indfører varme ved lave temperaturer.
2. Medium cirkulationsmodul (varmeoverførselsbærer)
Kernekomponenter: Kølemiddel/kølemiddel (hovedsageligt ethylenglycolopløsning, frostvæske og med god termisk ledningsevne), vandpumpe/ventilator (driver medium flow), rør og ventiler (styrer medium flowretning).
Funktion: Etablerer en "varmeoverførselskanal", der tillader varmevekslermodulets temperaturkontrolfunktion at dække hele batteripakken.
3. Overvågningsmodul (Sensing Core)
Kernekomponenter: Temperatursensor (fastgjort til overfladen af individuelle battericeller/moduler for præcis temperaturmåling), BMS (Battery Management System) (kernen "hjernen").
Function: Monitors battery temperature distribution in real time; triggers temperature control commands immediately if the temperature exceeds safe limits (e.g., >50 grader eller<0℃).
4. Ekstra beskyttelsesmodul (sikkerhedsgaranti)
Kernekomponenter: Termisk isolering (reducerer ekstern temperaturinterferens), eksplosionssikker -ventil/trykaflastningsmekanisme (frigiver trykket i tilfælde af høj-temperaturløb), isoleringslag (reducerer varmetab om vinteren).
Funktion: Isolerer fra ydre miljøpåvirkninger og klarer ekstreme driftsforhold og undgår risikoen for termisk løb.
