Pomen novih energijskih vozil v primerjavi s tradicionalnimi vozili se odraža predvsem v naslednjih vidikih: Prvič, preprečiti toplotno uhajanje novih energijskih vozil.Vzroki toplotnega uhajanja vključujejo mehanske in električne vzroke (iztiskanje baterije zaradi trka, akupunktura itd.) in elektrokemične vzroke (prenapolnjenost in prekomerna izpraznjenost baterije, hitro polnjenje, nizkotemperaturno polnjenje, samoiniciativni notranji kratki stik itd.).Toplotni beg bo povzročil požar ali celo eksplozijo napajalne baterije, kar bo ogrozilo varnost potnikov.Drugič, optimalna delovna temperatura akumulatorja je 10-30°C.Natančno toplotno upravljanje baterije lahko zagotovi življenjsko dobo baterije in podaljša življenjsko dobo baterije vozil z novo energijo.Tretjič, v primerjavi z vozili na gorivo nova energetska vozila nimajo vira energije kompresorjev klimatskih naprav in se ne morejo zanašati na odpadno toploto iz motorja, da bi zagotovili toploto v kabini, ampak lahko poganjajo le električno energijo za uravnavanje toplote, kar bo močno zmanjšalo domet samega novega energetskega vozila.Zato je toplotno upravljanje novih energetskih vozil postalo ključno za reševanje omejitev novih energetskih vozil.
Povpraševanje po upravljanju toplote pri vozilih z novim pogonom na energijo je znatno večje kot pri vozilih s tradicionalnim gorivom.Avtomobilsko toplotno upravljanje je nadzorovati toploto celotnega vozila in toploto okolja kot celote, ohranjati delovanje vsake komponente v optimalnem temperaturnem območju ter hkrati zagotavljati varnost in udobje vožnje avtomobila.Novi sistem toplotnega upravljanja vozil z energijo vključuje predvsem klimatski sistem, sistem toplotnega upravljanja baterije (HVCH), elektronski krmilni sistem motorja.V primerjavi s tradicionalnimi avtomobili ima toplotno upravljanje novih energetskih vozil dodane module za termično upravljanje baterije in motorja.Tradicionalno avtomobilsko toplotno upravljanje vključuje predvsem hlajenje motorja in menjalnika ter toplotno upravljanje klimatske naprave.Vozila na gorivo uporabljajo hladilno sredstvo klimatske naprave za hlajenje kabine, segrevajo kabino z odpadno toploto motorja ter hladijo motor in menjalnik s tekočinskim ali zračnim hlajenjem.V primerjavi s tradicionalnimi vozili je glavna sprememba pri novih energetskih vozilih vir energije.Nova energetska vozila nimajo motorjev za zagotavljanje toplote, klimatsko ogrevanje pa se izvaja preko PTC ali klimatske naprave s toplotno črpalko.Nova energetska vozila imajo dodane hladilne zahteve za baterije in elektronske krmilne sisteme motorjev, zato je toplotno upravljanje novih energijskih vozil bolj zapleteno kot pri tradicionalnih vozilih na gorivo.
Zapletenost toplotnega upravljanja novih energetskih vozil je povzročila povečanje vrednosti posameznega vozila pri toplotnem upravljanju.Vrednost posameznega vozila v sistemu toplotnega upravljanja je 2-3-krat večja od vrednosti tradicionalnega avtomobila.V primerjavi s tradicionalnimi avtomobili prirast vrednosti novih energetskih vozil izvira predvsem iz tekočinskega hlajenja baterij, klimatskih naprav s toplotno črpalko,PTC grelniki hladilne tekočineitd.
Tekočinsko hlajenje je zamenjalo zračno hlajenje kot glavno tehnologijo nadzora temperature, neposredno hlajenje pa naj bi doseglo tehnološke preboje
Štiri običajne metode termičnega upravljanja baterije so zračno hlajenje, tekočinsko hlajenje, hlajenje materiala s fazno spremembo in neposredno hlajenje.Tehnologija zračnega hlajenja je bila večinoma uporabljena v zgodnjih modelih, tehnologija hlajenja s tekočino pa je zaradi enotnega hlajenja hlajenja s tekočino postopoma postala glavna.Tehnologija tekočinskega hlajenja je zaradi visokih stroškov večinoma opremljena z vrhunskimi modeli, v prihodnosti pa naj bi se potopila v nizkocenovne modele.
Zračno hlajenje (PTC grelnik zraka) je način hlajenja, pri katerem se kot medij za prenos toplote uporablja zrak, zrak pa neposredno odvzema toploto akumulatorja preko izpušnega ventilatorja.Za zračno hlajenje je treba čim bolj povečati razdaljo med hladilnimi odvodi in hladilnimi odvodi med baterijami, pri čemer lahko uporabimo serijske ali vzporedne kanale.Ker lahko vzporedna povezava doseže enakomerno odvajanje toplote, večina trenutnih zračno hlajenih sistemov uporablja vzporedno povezavo.
Tehnologija hlajenja s tekočino uporablja izmenjavo toplote s konvekcijo tekočine, da odvzame toploto, ki jo proizvaja baterija, in zmanjša temperaturo baterije.Tekoči medij ima visok koeficient toplotnega prenosa, veliko toplotno kapaciteto in hitro ohlajevalno hitrost, kar pomembno vpliva na znižanje najvišje temperature in izboljšanje konsistentnosti temperaturnega polja baterijskega paketa.Hkrati je prostornina sistema za upravljanje toplote relativno majhna.V primeru predhodnikov toplotnega odvajanja se lahko raztopina za hlajenje s tekočino zanaša na velik pretok hladilnega medija, ki prisili baterijski sklop, da odvaja toploto in realizira prerazporeditev toplote med baterijskimi moduli, kar lahko hitro zavre stalno poslabšanje toplotnega odmika in zmanjša nevarnost pobega.Oblika tekočinskega hladilnega sistema je bolj prilagodljiva: baterijske celice ali module lahko potopimo v tekočino, med baterijskimi moduli lahko nastavimo tudi hladilne kanale ali pa uporabimo hladilno ploščo na dnu baterije.Metoda hlajenja s tekočino ima visoke zahteve glede zrakotesnosti sistema.Hlajenje materiala s fazno spremembo se nanaša na proces spreminjanja agregatnega stanja in zagotavljanja latentne toplote materialu brez spreminjanja temperature in spreminjanja fizikalnih lastnosti.Ta proces bo absorbiral ali sprostil veliko količino latentne toplote za hlajenje baterije.Vendar pa po popolni fazni spremembi materiala fazne spremembe toplote baterije ni mogoče učinkovito odvzeti.
Metoda direktnega hlajenja (refrigerant direct cooling) uporablja princip latentne toplote izhlapevanja hladilnih sredstev (R134a itd.) za vzpostavitev klimatskega sistema v vozilu ali baterijskem sistemu in vgradi uparjalnik klimatske naprave v baterijo. sistem in hladilno sredstvo v uparjalniku Izhlapevajo ter hitro in učinkovito odvzemajo toploto akumulatorskega sistema, tako da dokončajo hlajenje akumulatorskega sistema.
Čas objave: 20. marec 2023
