Kot glavni vir energije za vozila z novo energijo so akumulatorji zelo pomembni za ta vozila. Med dejansko uporabo vozila se akumulator sooča s kompleksnimi in spremenljivimi delovnimi pogoji.
Pri nizkih temperaturah se notranji upor litij-ionskih baterij poveča, kapaciteta pa zmanjša. V skrajnih primerih elektrolit zamrzne in baterije ni mogoče izprazniti. Zmogljivost baterijskega sistema pri nizkih temperaturah bo močno prizadeta, kar bo vplivalo na izhodno moč električnih vozil. Zmanjšanje polnjenja in dosega. Pri polnjenju vozil z novo energijo pri nizkih temperaturah sistem BMS najprej segreje baterijo na ustrezno temperaturo. Če se z baterijo ne ravna pravilno, lahko pride do takojšnje prenapetosti, kar povzroči notranji kratek stik, poleg tega pa lahko pride do dima, požara ali celo eksplozije.
Pri visoki temperaturi lahko, če krmiljenje polnilnika odpove, povzroči burno kemično reakcijo v bateriji in ustvari veliko toplote. Če se toplota v bateriji hitro nabere, ne da bi se čas oddahnila, lahko baterija pušča, sprošča pline, kadi itd. V hujših primerih bo baterija močno zgorela in eksplodirala.
Sistem za upravljanje temperature baterije (Battery Thermal Management System, BTMS) je glavna funkcija sistema za upravljanje baterije. Upravljanje temperature baterije vključuje predvsem funkcije hlajenja, ogrevanja in izenačevanja temperature. Funkciji hlajenja in ogrevanja sta prilagojeni predvsem morebitnemu vplivu zunanje temperature okolice na baterijo. Izenačevanje temperature se uporablja za zmanjšanje temperaturne razlike v baterijskem sklopu in preprečevanje hitrega razpadanja zaradi pregrevanja določenega dela baterije. Sistem regulacije z zaprto zanko je sestavljen iz toplotno prevodnega medija, merilne in krmilne enote ter opreme za nadzor temperature, tako da lahko baterija deluje v ustreznem temperaturnem območju, da ohrani optimalno stanje uporabe in zagotovi delovanje in življenjsko dobo baterijskega sistema.
1. Razvojni način modela "V" sistema za upravljanje temperature
Kot sestavni del sistema baterijskega napajanja je tudi sistem za upravljanje temperature razvit v skladu z razvojnim modelom V" avtomobilske industrije. Le s pomočjo simulacijskih orodij in velikega števila testnih preverjanj je mogoče izboljšati učinkovitost razvoja, prihraniti stroške razvoja in sistem garancij. Zanesljivost, varnost in dolga življenjska doba.
Sledi model "V" razvoja sistema za upravljanje toplote. Na splošno model sestavljata dve osi, ena vodoravna in ena navpična: vodoravna os je sestavljena iz štirih glavnih linij razvoja naprej in ene glavne linije povratne verifikacije, glavna linija pa je razvoj naprej, pri čemer se upošteva povratna verifikacija zaprte zanke; navpična os je sestavljena iz treh ravni: komponent, podsistemov in sistemov.
Temperatura baterije neposredno vpliva na njeno varnost, zato je načrtovanje in raziskava sistema za upravljanje temperature baterije ena najpomembnejših nalog pri načrtovanju sistema baterij. Načrtovanje in preverjanje upravljanja temperature baterije morata potekati v strogem skladu s postopkom načrtovanja upravljanja temperature baterije, vrstami sistema in komponent sistema za upravljanje temperature baterije, izbiro komponent sistema za upravljanje temperature ter oceno delovanja sistema za upravljanje temperature. Da bi zagotovili delovanje in varnost baterije, je treba upoštevati naslednje:
1. Zahteve sistema za upravljanje temperature. Glede na vhodne parametre zasnove, kot so okolje uporabe vozila, obratovalni pogoji vozila in temperaturno okno baterijske celice, se izvede analiza povpraševanja, da se razjasnijo zahteve baterijskega sistema za sistem upravljanja temperature; sistemske zahteve v skladu z analizo zahtev določajo funkcije sistema za upravljanje temperature in cilje zasnove sistema. Ti cilji zasnove vključujejo predvsem nadzor temperature baterijskih celic, temperaturne razlike med baterijskimi celicami, porabo energije sistema in stroške.
2. Okvir sistema za upravljanje toplote. Glede na sistemske zahteve je sistem razdeljen na podsistem hlajenja, podsistem ogrevanja, podsistem toplotne izolacije in podsistem toplotnega uhajanja (TRo), pri čemer so opredeljene zahteve glede zasnove vsakega podsistema. Hkrati se izvede simulacijska analiza za začetno preverjanje zasnove sistema. Kot na primerPTC hladilnik grelnik, PTC grelec zraka, elektronska vodna črpalkaitd.
3. Pri načrtovanju podsistema najprej določite cilj načrtovanja vsakega podsistema v skladu z zasnovo sistema, nato pa za vsak podsistem posebej izvedite izbiro metode, načrtovanje sheme, podrobno načrtovanje in simulacijsko analizo ter preverjanje.
4. Pri načrtovanju delov najprej določite cilje načrtovanja delov v skladu z zasnovo podsistema, nato pa izvedite podrobno analizo načrtovanja in simulacije.
5. Izdelava in testiranje delov, izdelava delov ter testiranje in preverjanje.
6. Integracija in preverjanje podsistemov, za integracijo podsistemov in preverjanje testiranja.
7. Sistemska integracija in testiranje, sistemska integracija in preverjanje testiranja.
Čas objave: 2. junij 2023
