אופטימיזציה של מערכת ניהול תרמית של סוללות רכב חשמלי בתנאי טמפרטורה נמוכה

ככל שנתח השוק של כלי רכב חשמליים ממשיך לגדול, יצרניות הרכב מעבירות בהדרגה את מוקד המחקר והפיתוח שלהן לסוללות ולשליטה חכמה.בשל המאפיינים הכימיים של סוללת החשמל, לטמפרטורה תהיה השפעה גדולה יותר על ביצועי הטעינה והפריקה והבטיחות של סוללת החשמל.לכן, בפיתוח כלי רכב חשמליים, לתכנון מערכת הניהול התרמית של המצבר יש עדיפות גבוהה יותר.בהתבסס על המבנה הקיים של מערכת הניהול התרמי של סוללות הרכב החשמלי, בשילוב עם טכנולוגיית מערכת משאבת החום של שסתומים בשמונה כיוונים של טסלה, מנתחים את עקרון העבודה של סוללת החשמל ואת היתרונות והחסרונות של מערכת הניהול התרמי.ישנן בעיות כגון אובדן חשמל במכונית קרה, טווח שיוט קצר וכוח טעינה מופחת, ומוצעת תוכנית אופטימיזציה למערכת הניהול התרמית של סוללת החשמל.

בשל חוסר הקיימות של מקורות האנרגיה המסורתיים והזיהום הסביבתי הגובר, ממשלות ויצרני רכב במדינות שונות האיצו את המעבר לרכבי אנרגיה חדשים, תוך התמקדות בקידום פיתוח כלי רכב חשמליים המונעים בעיקר על ידי חשמל טהור.ככל שנתח השוק של כלי רכב חשמליים ממשיך לגדול, סוללות חשמל ובקרה חכמה הופכים למגמת ההתפתחות הטכנולוגית של כלי רכב חשמליים.לא נמצא פתרון טוב יותר.בשונה מרכבי בנזין מסורתיים, רכבים חשמליים אינם יכולים להשתמש בחום הפסולת כדי לחמם את תא הנוסעים ואת ערכת הסוללות.לכן, בכלי רכב חשמליים יש להשלים את כל פעולות החימום באמצעות מקורות חימום ואנרגיה.לכן, כיצד לשפר את ניצול האנרגיה הנותרת של הרכב הופך לבעיה חשמלית בעיה מרכזית במערכות ניהול תרמיות לרכב.

המערכת ניהול תרמית לרכב חשמלימווסת את הטמפרטורה של חלקים שונים ברכב על ידי ניהול זרימת החום, בעיקר כולל בקרת הטמפרטורה של מנוע הרכב, המצבר ותא הטייס.מערכת הסוללה ותא הטייס צריכים לשקול התאמה דו-כיוונית של קור וחום, בעוד שמערכת המנוע צריכה רק לשקול פיזור חום.רוב מערכות הניהול התרמיות המוקדמות של כלי רכב חשמליים היו מערכות פיזור חום מקוררות באוויר.סוג זה של מערכת ניהול תרמית לקח את התאמת הטמפרטורה של תא הטייס כמטרה העיצובית העיקרית של המערכת, ורק לעתים רחוקות נחשב בקרת הטמפרטורה של המנוע והסוללה, בזבוז הכוח של מערכת שלושת החשמל במהלך הפעולה.חום שנוצר פנימה. ככל שהכוח של המנוע והסוללה עולה, מערכת פיזור החום המקוררת באוויר אינה יכולה עוד לענות על צורכי הניהול התרמי הבסיסיים של הרכב, ומערכת הניהול התרמי נכנסה לעידן של קירור נוזלים.מערכת הקירור הנוזלית לא רק משפרת את יעילות פיזור החום, אלא גם מגדילה את מערכת בידוד הסוללה.על ידי שליטה בגוף השסתום, מערכת הקירור הנוזלית יכולה לא רק לשלוט באופן אקטיבי על כיוון החום, אלא גם לעשות שימוש מלא באנרגיה בתוך הרכב.

החימום של הסוללה ותא הטייס מתחלק בעיקר לשלוש שיטות חימום: חימום תרמיסטור מקדם טמפרטורה (PTC), חימום סרט חימום חשמלי וחימום משאבת חום.בשל המאפיינים הכימיים של סוללת הכוח של כלי רכב חשמליים, יהיו בעיות כמו אובדן כוח לרכב קר, טווח שיוט קצר וכוח טעינה מופחת בתנאי טמפרטורה נמוכה.על מנת להבטיח שכלי רכב חשמליים יכולים להשיג תנאי עבודה מתאימים בתנאים קיצוניים שונים, כדי לענות על צורכי השימוש, יש לשפר את מערכת הניהול התרמית של הסוללה ולבצע אופטימיזציה לתנאי טמפרטורה נמוכה.

שיטת קירור הסוללה

על פי אמצעי העברת חום שונים, ניתן לחלק את מערכת הניהול התרמית של הסוללה לשלושה סוגים: מערכת ניהול תרמית בינונית באוויר, מערכת ניהול תרמית בינונית נוזלית ומערכת ניהול תרמית של חומרי שינוי שלב, ומערכת הניהול התרמית הבינונית באוויר ניתן לחלק למערכת טבעית. מערכת קירור ומערכת קירור אוויר.ישנם 2 סוגים של מערכת קירור.

חימום תרמיסטור PTC צריך לארגן יחידת חימום תרמיסטור PTC וציפוי בידוד סביב מארז הסוללות.כאשר יש צורך לחמם את ערכת הסוללות של הרכב, המערכת מפעילה את התרמיסטור PTC ליצירת חום, ולאחר מכן מנשיפה אוויר דרך ה-PTC דרך מאוורר (מחמם נוזל קירור PTC/מחמם אוויר PTC).סנפירי החימום של התרמיסטור מחממים אותו, ולבסוף מובילים את האוויר החם לתוך ערכת הסוללות כדי להסתובב פנימה, ובכך לחמם את הסוללה.