По мере роста доли электромобилей на рынке автопроизводители постепенно переориентируют свои исследования и разработки на силовые батареи и интеллектуальное управление. Из-за химических характеристик силовой батареи температура будет оказывать большее влияние на характеристики зарядки и разрядки, а также на безопасность батареи. Поэтому при разработке электромобилей проектирование системы терморегулирования батареи имеет более высокий приоритет. На основе существующей структуры системы терморегулирования батарей электромобилей, в сочетании с технологией восьмиходового теплового насоса Tesla, анализируется принцип работы силовой батареи, а также преимущества и недостатки системы терморегулирования. Выявлены такие проблемы, как потери мощности при низкой температуре, малый запас хода и снижение мощности зарядки, и предложена схема оптимизации системы терморегулирования силовой батареи.
В связи с неустойчивостью традиционных источников энергии и растущим загрязнением окружающей среды, правительства и автопроизводители в различных странах ускорили переход на транспортные средства на новых источниках энергии, сосредоточившись на развитии электромобилей, работающих преимущественно на электричестве. По мере роста рыночной доли электромобилей, энергетические батареи и интеллектуальное управление становятся технологическим трендом развития электромобилей. Однако лучшего решения пока не найдено. В отличие от традиционных автомобилей с бензиновыми двигателями, электромобили не могут использовать отработанное тепло для обогрева салона и аккумуляторной батареи. Поэтому в электромобилях все процессы обогрева должны осуществляться за счет источников тепла и энергии. Таким образом, вопрос повышения эффективности использования оставшейся энергии автомобиля становится одной из основных проблем автомобильных систем терморегулирования.
Онсистема терморегулирования электромобиляСистема терморегулирования регулирует температуру различных частей автомобиля, управляя тепловым потоком, в основном включая контроль температуры двигателя, батареи и кабины. Система батареи и кабина должны учитывать двустороннюю регулировку холода и тепла, в то время как система двигателя должна учитывать только рассеивание тепла. Большинство ранних систем терморегулирования электромобилей представляли собой системы с воздушным охлаждением. В таких системах основной целью проектирования была регулировка температуры кабины, и редко учитывались контроль температуры двигателя и батареи, что приводило к нерациональному использованию энергии трех компонентов во время работы. По мере увеличения мощности двигателя и батареи системы с воздушным охлаждением уже не могли удовлетворять основным потребностям автомобиля в терморегулировании, и вступила эра жидкостного охлаждения. Система жидкостного охлаждения не только повышает эффективность рассеивания тепла, но и улучшает теплоизоляцию батареи. Управляя клапанным блоком, система жидкостного охлаждения может не только активно контролировать направление теплоотдачи, но и максимально эффективно использовать энергию внутри автомобиля.
Нагрев батареи и салона автомобиля в основном делится на три метода: нагрев с помощью терморезисторов с температурным коэффициентом (PTC), нагрев с помощью электропленочного нагревателя и нагрев с помощью теплового насоса. Из-за химических характеристик силовой батареи электромобилей в условиях низких температур могут возникать такие проблемы, как потеря мощности из-за перегрева автомобиля, уменьшение запаса хода и снижение мощности зарядки. Для обеспечения надлежащих условий работы электромобилей в различных экстремальных условиях, необходимо усовершенствовать и оптимизировать систему терморегулирования батареи для работы в условиях низких температур.
метод охлаждения батареи
В зависимости от типа теплоносителя, система терморегулирования батареи может быть разделена на три типа: система терморегулирования с использованием воздушной среды, система терморегулирования с использованием жидкой среды и система терморегулирования с использованием фазоизменяющихся материалов. Система терморегулирования с использованием воздушной среды, в свою очередь, может быть разделена на систему естественного охлаждения и систему воздушного охлаждения. Существует 2 типа систем охлаждения.
Для нагрева с помощью терморезистора PTC необходимо разместить нагревательный элемент с терморезистором PTC и изоляционное покрытие вокруг аккумуляторного блока. Когда аккумуляторный блок автомобиля нуждается в нагреве, система подает питание на терморезистор PTC для генерации тепла, а затем продувает через него воздух с помощью вентилятора.Нагреватель охлаждающей жидкости PTC/Воздушный нагреватель PTCНагревательные ребра терморезистора нагревают его, а затем направляют горячий воздух внутрь аккумуляторного блока для циркуляции, тем самым нагревая батарею.
Дата публикации: 19 мая 2023 г.
