Čo je to systém riadenia teploty batérie?

Ako jeden z troch základných elektrických systémov čisto elektrických úžitkových vozidiel je napájací akumulátor účinný najmä pri poskytovaní energie pre pohon elektrických nákladných vozidiel.

Pre napájacie batérie je teplota jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich normálny výkon nabíjania a vybíjania a dosah batérie.

Príliš nízke teploty v zime môžu viesť k výraznému zníženiu dojazdu vozidla, zatiaľ čo príliš vysoké teploty v lete môžu ovplyvniť odvod tepla batérie alebo dokonca samovznietenie.

Aby sa zachoval dobrý výkon batérie pri všetkých teplotách okolia, mnohí výrobcovia vozidiel ju vybavujú systémom riadenia teploty. Čo teda presne robí systém tepelného manažmentu? A aké sú hlavné systémy tepelného manažmentu v nákladných automobiloch?

Čo je to systém riadenia teploty batérie?

Niet pochýb o tom, že teplota, pri ktorej sa batéria používa, a teplota okolia sú pre čisto elektrické nákladné vozidlá mimoriadne dôležité. V čiastočne náročných podmienkach, ako je extrémne teplo alebo chlad, hrozí poškodenie batérie, čo môže znížiť jej výkon a životnosť.

Aj keď vonkajší štýl väčšiny čisto elektrických nákladných vozidiel odstránil tradičnú veľkú otvorenú mriežku na palivových vozidlách v prospech technickejšieho, uzavretého dizajnu, tri elektrické systémy stále generujú teplo, keď je čisto elektrický nákladný automobil v prevádzke a tiež vyžadujú určité chladenie. .

Ak sa napríklad batéria počas používania prehrieva, bude to mať určitý vplyv na bezpečnosť a životnosť samotnej batérie. Okrem toho v zime sa výkon batérie a účinnosť čisto elektrických nákladných vozidiel zníži, ak sa vozidlo používa v chladných oblastiach, najpriamejším vplyvom je výrazne znížený dojazd a pri príliš nízkych teplotách sa elektrické nákladné vozidlá zvyčajne tiež sa zdajú byť príliš pomalé alebo dokonca náročné na nabíjanie.

Samozrejme, že motor potrebuje aj chladiacu kvapalinu na odvádzanie tepla. V súčasnosti sú čisto elektrické nákladné vozidlá väčšinou vybavené synchrónnymi motormi s permanentnými magnetmi, ktoré stále potrebujú chladiacu kvapalinu na odvádzanie tepla pri veľkom zaťažení a podmienkach stúpania do kopca. Ak sa motor príliš dlho zahrieva, permanentné magnety sa môžu demagnetizovať a môže dôjsť k nezvratnému poškodeniu.

Aplikácia systému tepelného manažmentu batérie je jednou z kľúčových technológií na zabezpečenie správneho používania batérie pri rôznych teplotách a za rôznych podmienok, aby sa maximalizovalo využitie energie batérie na pomoc pri jazde. Jeho hlavným cieľom je udržiavať teplotu batérie v správnom rozsahu, čo umožňuje batérii optimálne fungovať.

Napríklad systém riadenia teploty dokáže prispôsobiť teplotu samotnej batérie rôznym okolitým teplotám, aby sa znížil vplyv vonkajších teplôt na výkon batérie. Okrem toho môže systém tepelného manažmentu zabrániť tvorbe lokálnych horúcich zón a znížiť teplotné rozdiely v rámci batérie, čím sa zabráni účinkom lokálneho prehriatia batérie.

V súčasnosti sú hlavné riešenia tepelného manažmentu batérií na trhu úžitkových vozidiel rozdelené hlavne do dvoch kategórií: vzduchom chladené a kvapalinou chladené.

Väčšina čisto elektrických malých nákladných vozidiel, mikronákladných vozidiel a ľahkých nákladných vozidiel je hlavne chladená vzduchom, zatiaľ čo kvapalinou chladené sú častejšie používané v čisto elektrických ťažkých nákladných automobiloch a prívesoch za traktor, kde je nabíjací a vybíjací výkon väčší.

Pod vzduchovým chladením vlastne rozumieme prirodzené chladenie, ktorého princípom je využitie prirodzeného vetra na ochladzovanie batérie.

Uvádza sa, že existuje aj vylepšené riešenie vzduchového chladenia, kde sa na konce elektródy batériového článku pridáva materiál, ktorý môže viesť teplo, čo umožňuje prenos tepla cez teplovodivý materiál do kovového krytu, aby sa teplo rozptýlilo. a jeho celková účinnosť chladenia bude ešte lepšia.

Hlavnou výhodou vzduchom chladeného chladenia je, že je jednoduché a má nízke náklady a neexistuje možnosť úniku kvapaliny, vďaka čomu je celkovo spoľahlivejšie.

Ak je miestna teplota vhodná pre všetky ročné obdobia a nie sú extrémne horúčavy či chladné počasie, postačuje a pre čisto elektrický nákladiak je vhodné aj vzduchové chladenie.

Celkovo je vzduchom chladený tepelný manažment jednoznačne vhodnejšou voľbou pre čisto elektrické mikro trucky a elektrické ľahké nákladné autá, ktoré sú hlavne cenovo priaznivé.

Aj keď má určité výhody z hľadiska ceny, táto vzduchom chladená technológia so vzduchom ako médiom má zjavné nevýhody. Pri chladení sa totiž môže spoľahnúť len na externý fúkaný vzduch, ktorý je neefektívny a neefektívny a pri vybíjaní na vysoký výkon má obmedzený chladiaci účinok.

Okrem toho je chladenie vzduchom tiež priamo ovplyvnené vonkajšou teplotou, najmä v extrémne horúcom alebo chladnom počasí, a do určitej miery bude ovplyvnený odvod tepla a účinnosť prenosu tepla batérie.

V porovnaní s elektrickými vozíkmi so vzduchom chladeným tepelným manažmentom batérie je chladenie kvapalinou oveľa uvoľnenejšie z hľadiska odvodu tepla a izolácie. Princíp spočíva v tom, že chladiaca kvapalina vo vedení chladiacej kvapaliny vo vnútri akumulátora odoberá teplo generované akumulátorom počas prevádzky a tým akumulátor ochladzuje.

Zjednodušene povedané, kvapalinové chladenie znamená, že v batériovej súprave je usporiadaných niekoľko rúrok a keď je potrebné chladenie, chladiaca kvapalina sa naleje do rúrok, aby odvádzala teplo generované batériou cirkuláciou vody, aby sa dosiahol chladiaci účinok.

Okrem efektívnejšieho chladenia batériovej jednotky niektoré kvapalinou chladené systémy tepelného manažmentu batériovú jednotku aj zahrievajú, čo umožňuje batérii rýchlo prejsť do optimálnych prevádzkových podmienok aj pri nízkych teplotách.

Je zrejmé, že kvapalinové chladenie má vyšší a účinnejší odvod tepla ako vzduchové chladenie, a to aj pri vysokom zaťažení alebo vysokom výkone, keď je zaťaženie batérie príliš vysoké, systém odvádzania tepla z cirkulácie chladiacej vody môže ochladiť batériu. v čase a rozptyl tepla je tiež rovnomernejší a teplotný rozdiel medzi článkami batérie je menší, čo môže účinne zlepšiť stabilitu a životnosť batérie.

Kvapalinou chladené riešenia tepelného manažmentu sú efektívnejšie pri udržiavaní teploty batérie v primeranom rozsahu, čo umožňuje ďalšie vylepšenie batérie z hľadiska účinnosti, stability a odolnosti.

Kvapalinou chladené elektrické vozíky sú však podstatne drahšie ako vzduchom chladené a celkový dizajn je zložitejší. Ak používate svoje vozidlo v prostredí s vhodnou teplotou a máte dobré jazdné návyky, chladenie vzduchom úplne postačuje.

Samozrejme, ak je prostredie relatívne drsné, teplotný rozdiel medzi ročnými obdobiami je veľký a často dochádza k veľkému zaťaženiu, potom je samozrejme vhodnejšie chladenie kvapalinou.

Či už ide o čisto elektrický mikronákladný automobil alebo čisto elektrický ľahký nákladný automobil, mnohí výrobcovia vybavili akumulátorovú sadu funkciou vyhrievania. Princípom je ohrievanie batérie pomocou elektrického vykurovacieho drôtu, aby sa zabránilo fungovaniu batérie pri príliš nízkej teplote, čím sa zlepší účinnosť batérie.

Najmä na severe, kde je okolitá teplota relatívne nízka, funkcia vyhrievania batérie umožňuje batérii pracovať efektívnejšie, čím sa zvyšuje dojazd a znižuje nadmerná degradácia batérie.

Pre nové energetické nákladné vozidlá je efektívny systém riadenia teploty batérie mimoriadne dôležitý a má veľký vplyv na zážitok z jazdy.

Aj keď vzduchom chladené riešenia tepelného manažmentu v súčasnosti predstavujú vyšší podiel čisto elektrických mikronákladných vozidiel a čisto elektrických ľahkých nákladných vozidiel, kvapalinou chladené elektrické nákladné vozidlá sú jednoznačne výhodnejšie z hľadiska efektu využitia a technológie.

Predpokladá sa, že ako sa technológia neustále zlepšuje, aktualizuje a znižuje náklady, stále viac produktov bude používať systémy riadenia teploty batérií chladených kvapalinou.