Güç bataryası soğutma sisteminin 3 teknik rotasının analizi
Güç pilinin soğutma performansı doğrudan pilin verimini etkiler ve ayrıca pil ömrünü ve kullanım güvenliğini etkiler. Pilin kendisi, şarj etme ve boşaltma işlemi sırasında belirli bir miktarda ısı üretir, bu da sıcaklığın yükselmesine neden olur ve sıcaklık artışı, pilin dahili direnç, voltaj, SOC, kullanılabilir kapasite, şarj ve deşarj verimliliği ve pil ömrü gibi birçok karakteristik parametresini etkileyecektir.
Elektrikli araçlarda, soğutma sistemi temel olarak iki kısma ayrılır: biri güç sisteminin tahrik motorunu, araç kontrol cihazını ve DC / DC'sini soğutmak, diğeri ise güç bataryasını ve güç kaynağı sisteminin yerleşik şarj cihazını soğutmaktır. Bu makalede, güç bataryası soğutma sistemi anlatılmaktadır.
Şu anda elektrikli araçların güç bataryası bir lityum iyon bataryadır.Lityum-iyon bataryanın performansı sıcaklık değişimlerine daha duyarlıdır, araç üzerindeki yükleme alanı sınırlıdır, araç için gerekli olan batarya sayısı büyüktür ve bataryalar birbirine yakın dizilmiş ve bağlanmıştır. Araç yüksek hız, düşük hız, hızlanma, yavaşlama vb. Gibi farklı sürüş koşullarında çalışırken, pil farklı hızlarda boşalır ve farklı ısı üretim oranlarında büyük miktarda ısı üretir, ayrıca zaman birikimi ve mekansal etki eşit olmayan ısı birikimi üretir. , Pil takımının karmaşık ve değişken bir çalışma ortamı sıcaklığına neden olur.
Pil paketinin performansını ve ömrünü en üst düzeye çıkarmak için, pil paketinin yapısını optimize etmek, üzerinde termal yönetim yapmak, ısı dağıtma olanaklarını artırmak ve pil çalışmasının sıcaklık ortamını kontrol etmek gerekir.
Ana soğutma şeması
Farklı ısı yönetim sistemleri, farklı bileşen tipleri, farklı ağırlıklar, farklı sistem maliyetleri ve farklı kontrol yöntemleri, sistemin performansını farklı kılar. Batarya paketi termal yönetim sistemi tasarlanırken ve seçilirken bataryanın soğutma performansı gereksinimleri, aracın performansı ve alanın büyüklüğü ile birlikte dikkate alınması gerekir, sistemin kararlılığı ve maliyeti de dikkate alınması gereken faktörlerdir.
Grafik 1 Farklı akü soğutma şemalarının avantaj ve dezavantajlarının karşılaştırılması
Farklı soğutma sistemi çalışma talimatları
1 , Hava soğutmalı
Evde ve dışarıda elektrikli araç akü paketleri için esas olarak aşağıdaki soğutma yöntemleri vardır: hava soğutma, sıvı soğutma ve ısı borusu soğutma. Şu anda, hava soğutma hala kullanılan ana yöntemdir Hava soğutmanın elde edilmesi nispeten kolaydır, ancak soğutma etkisi iyi değildir.
Tablo 2 Tipik hava soğutma sisteminin şematik diyagramı
2 , Sıvı soğutma
Sıvı soğutma, iyi bir soğutma etkisine sahiptir ve pil takımının sıcaklık dağılımını eşit hale getirebilir, ancak sıvı soğutmanın pil takımının sıkılığına ilişkin yüksek gereksinimleri vardır.Su gibi iletken bir sıvı kullanılırsa, sıvıyı ve pil takımını ayırmak için bir su ceketi gerekir. Gövde, yalnızca sistemin karmaşıklığını arttırmakla kalmaz, aynı zamanda soğutma etkisini de azaltır.
Genel olarak, soğutma sistemi batarya paketi modülünün yakınına kurulur. Prensip klimanınkine benzer.Soğutma sistemi, bir boru hattı vasıtasıyla tek bir batarya modülüne bağlanır.Tek batarya modülünü bağlamak için boru hattında soğutucu (genellikle glikol) akar. Etilen glikol soğutma sistemi ile soğutulur ve fazla ısı fan vasıtasıyla dışarıya atılır ve etilen glikol tekrar batarya modülüne dolaşır ve bataryanın yaydığı ısıyı emmeye devam eder.
Tablo 3 Tipik sıvı soğutma sisteminin şematik diyagramı
3 , Isı borusu teknolojisi
Isı borusu teknolojisi, hızlı tepki ve iyi sıcaklık homojenliği ile yüksek sıcaklıkta ısı dağılımı ve düşük sıcaklıkta ön ısıtma gibi ikili çalışma koşullarını karşılayabilir.Pil paketleri için yeni bir soğutma yöntemi olarak önerildikten sonra, belirli bir ölçüde gelişmiştir ve endüstriyel araştırmanın temel yönüdür. , Ancak düzen ve hacim sınırlaması nedeniyle henüz gerçek araç kullanımı yoktur.
Şekil 4 Isı borusu teknolojisi çalışmasının şematik diyagramı
Mevcut elektrikli araç gücü bataryası soğutma yöntemleri perspektifinden bakıldığında, hava soğutma her zaman önemli bir yer tutmuştur, özellikle temelde hava soğutma sistemleri kullanan Japon elektrikli araçları. Uygulama ortamı aküler için gittikçe artan gereksinimlere sahip olduğundan, sıvı soğutma, Tesla ve BMW gibi otomobil şirketleri için de öncelikli bir çözüm haline geldi. Çin'in ana akım elektrikli binek otomobili şirketleri de sıvı soğutma sistemlerine geçmeye başladı.Ortadan uzun vadeli trend, sıvı soğutma ana akımı işgal edecek.
Pil paketi soğutma sisteminin ana bileşenleri
Farklı soğutma sistemlerinin karşılık gelen soğutma bileşenleri vardır: hava soğutma sisteminin ana bileşeni fandır ve sıvı soğutma sisteminin ana bileşeni soğutma plakasıdır.
Hava soğutma sistemi bileşenleri: soğutma hava kanalı, fan, direnç teli
Fan seçimi, batarya paketi hava soğutma sisteminin soğutma etkisini doğrudan etkiler. Fan seçim gereksinimleri şu şekildedir: pilin ısı üretim hızına göre hava akışını belirleyin; her modülün sıcaklık artış gereksinimlerini karşılayın; sistemin gerektirdiği hava akışına ve sistemin basınç düşüş eğrisine göre gereksinimleri karşılayan fanı seçin.
Sıvı soğutma sistemi bileşenleri: su soğutma boruları, soğutma pompaları, soğutma valfleri, soğutma plakaları
Soğutma plakası, pil takımının sıvı soğutma sistemindeki en kritik bileşenlerden biridir ve soğutma plakasının seçimi çok önemlidir. Soğutma plakasının seçimi aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır: soğutma plakasının basınç düşüşü müşteri gereksinimlerini karşılamalıdır; soğutma suyu akış gereksinimlerinin tutarlılığı; patlama basıncı gereksinimleri; soğutma plakasının mekanik gereksinimleri; soğutma plakası titreşim ve şok yükleme testlerinden geçmelidir; soğutma plakası Tolerans gereksinimlerini ve alan boyutu gereksinimlerini karşılamalıdır.
Akü soğutma sistemi bileşenlerinin birçok üreticisi vardır ve ana bileşenlerin çoğu geleneksel elektrik şirketleri tarafından sağlanmaktadır.Şu anda, pil yönetim sistemi şirketleri ve PACK montaj şirketleri de özelleştirilmiş ürünlerin üretimini içermektedir.
