Akun lämmönhallintajärjestelmän suunnittelu:
Säädä akun lämpötilaa niin, että se pysyy lämpötila-alueella, joka sopii akun toimintaan; pienentääksesi eroa akun korkeimman ja alimman lämpötilan välillä.
Nestejäähdytysjärjestelmän koostumus
Nestejäähdytysjäähdytysjärjestelmä on tällä hetkellä suosittu tutkimussuunta tehoparistojen lämmönhallinnassa. Akun optimaaliset käyttölämpötilaolosuhteet voidaan saavuttaa hyödyntämällä jäähdytysnesteen suorituskykyä, jolla on suuri lämpökapasiteetti ja joka voi poistaa akkujärjestelmän ylimääräisen lämmön kierrätyksen kautta.
Nestejäähdytysjäähdytyslevyjärjestelmän peruskomponentteja ovat: sähköinen vesipumppu, kennopatteri (epäsuora jäähdytys), lämpötila-anturi, ilmastointijärjestelmä (kompressori, lauhdutin, höyrystin), lämmitin ja vedestä veteen -lämmönvaihdin.
Niistä ilmastointijärjestelmä vastaa jäähdytyksen tarjoamisesta korkeissa lämpötiloissa; lämmitin vastaa jäähdytysnesteen lämmittämisestä alhaisissa lämpötiloissa.
Lämmönsiirron periaatteet
Lämmönhallintajärjestelmän suunnittelun tarkoituksena on siirtää uuden energiakenttävoimaakun ylimääräistä lämpöä lataus- ja purkausprosessin aikana, pitää akku toiminnassa sopivalla alueella ja kennojen lämpötilaero eri asennoissa. ei saa olla liian suuri. Tällä tavoin akun ikääntymisnopeutta voidaan hidastaa ja eri kennojen välistä erilaistumisastetta hidastaa.
Syy siihen, miksi on olemassa erilaisia jäähdytysmuotoja, kuten ilmajäähdytys ja nestejäähdytys, on se, että lämmönsiirtoväliaine on erilainen. Periaatteessa on syytä aloittaa erilaisista lämmönsiirtotavoista. Lämmönsiirrossa on kolme päämuotoa: lämpösäteily, lämmönjohtavuus ja konvektio.
Lämpösäteily: Objektit, joiden lämpötila on korkeampi kuin absoluuttinen nolla, säteilevät lämpösäteilyä. Lämpösäteily ei vaadi väliainetta eikä kosketusta, ja se siirtää lämpöä sähkömagneettisten aaltojen muodossa. Auringosta maahan siirtyvä lämpö on tyypillinen lämpösäteilyprosessi.
Lämmönjohtavuus: Prosessi, jossa lämpöä siirretään korkean lämpötilan alueelta matalan lämpötilan alueelle väliaineen kautta. Toisin kuin lämpösäteily, lämmönjohtavuus vaatii kahden ehdon olemassaolon: lämpötilaeron ja väliaineen.
Konvektio: Suhteellinen virtaus nesteessä, lämpötilaerojen ohjaama.
Tehoakkukennon sisällä oleva lämpö siirtyy pääasiassa akun pinnalle lämmön johtuessa ja leviää sitten ympäröivään tilaan säteilyn ja konvektion avulla. Jos järjestelmään lisätään lämmönhallintajärjestelmä, lämmönsiirtoprosessi muuttuu osittain. Esimerkiksi epäsuorassa lämmönpoistossa lämpö siirtyy akun pinnalta jäähdyttimen kuoreen pääosin lämpöä johtaen, ja sitten vaippa siirtyy lämpöä johtaen patterin virtauskanavan pinnalle; lämpö siirtyy virtauskanavan pinnalta jäähdytysnesteeseen lämmön johtuessa. , jäähdytysneste siirtää lämpöä jäähdytysnesteen sisällä konvektiolla ja seuraa jäähdytysnesteen pakotettua virtausta akun ulkopuolelle.
Akkujen lämmönhallintaratkaisut
Akun lämmönhallintajärjestelmä sisältää kolme toimenpidettä: akun jäähdytys, akun esilämmitys alhaisessa lämpötilassa ja akun lämmönsuoja.
Akun jäähdytys
Nestejäähdytysjärjestelmän jäähdytystoiminto toteutetaan pääasiassa kierrättämällä matalan lämpötilan jäähdytysnestettä. Jos vaadittu lämmönpoistoteho on suhteellisen pieni itse jäähdytysnesteen suhteellisen suuresta lämpökapasiteetista johtuen, kiertoprosessia ei tarvitse käynnistää, ja asetetut lämpötila-alueen vaatimukset voidaan jo täyttää.
Akun jäähdytystä on kaksi päämuotoa, suora jäähdytys ja epäsuora jäähdytys. Suorajäähdytys tarkoittaa, että jäähdytysväliaine virtaa suoraan kennon pinnalta poistamaan ylimääräistä lämpöä; epäsuoralla jäähdytyksellä tarkoitetaan sitä, että jäähdytysväliaine virtaa putkien ja jäähdyttimen kanavien läpi ja patteri on kosketuksissa kennon kanssa siirtääkseen kennon lämmön jäähdytykseen.
Akun lämpeneminen alhaisessa lämpötilassa
Alun perin kompressorilla voi olla lämmitystoiminto, mutta sen alhaisen lämpötilan lämmitysvaikutus ei ole hyvä, ja virrankulutus on suhteellisen suuri, mikä vaikuttaa suuresti akun käyttöikään; Liian alhainen tai yksinkertaisesti alle minimipurkauslämpötilan purkamista varten. Siksi lämmitysprosessi ennen auton käynnistymistä on suunniteltu osaksi lämmönhallintastrategiaa.
Akun matalan lämpötilan esilämmityksessä on kaksi perusmuotoa: sisäinen lämmitys ja ulkoinen lämmitys.
Sisäinen lämmitys, jossa käytetään akun ulkopuolista vaihtovirtaa akun elektrolyytin lämmittämiseen, kunnes se saavuttaa akun sopivan lämpötila-alueen. Osa, joka tuottaa lämpöä, on itse akku, joten sitä kutsutaan sisäiseksi lämmitykseksi.
Ulkoinen lämmitys käyttää ulkoista tehoa muun väliaineen kuin akun lämmittämiseen, väliaine siirtää lämmön akkuun ja nostaa asteittain akun lämpötilaa, kunnes se saavuttaa akun sopivan lämpötila-alueen. Ulkoinen väliaine sisältää ilmaväliaineen ja nestemäisen väliaineen, ja lämpöä tuottavat elementit sisältävät PTC:n ja lämpökalvon.
Ulkoinen lämmitys on yleisin menetelmä. Yleinen toteutusmuoto on, että akkupaketti on varustettu sisällä olevalla lämmittimellä, joka ei käytä virtaakun virtaa, vaan pysäköintitilassa kytkee virtalähteen akun ulkopuolelle ja syöttää virtaa PTC:hen tai lämmityskalvo. Ulkoinen virtalähde on yleensä suuren sähköverkon sähköenergiaa. Lämmitin voi toimia soveltuvan maksimitehon mukaan huolehtimatta sähköenergian hukkaamisesta, ja kokonaislämmitysnopeus on suhteellisen korkea.
Akun eristys
Alhaisissa lämpötiloissa käytettävien uusien energiakenttäakkujen kotelon runkoon on yleensä suunniteltava lämpöeristystoimenpiteitä esilämmityslämmön häviämisen hidastamiseksi. Estää akun putoamisen uudelleen käyttölämpötilan alapuolelle, kun ajoneuvo pysähtyy hetkeksi ajon aikana. Kokeet ovat osoittaneet, että ympäristön lämpötila on -20 astetta. Esilämmityksen aikana akku kuumennetaan 25 asteeseen ja ajoneuvo jätetään seisomaan 8 tunniksi ja lämpötila laskee noin 18 asteeseen.
Kaikissa lämmönhallintaominaisuuksilla varustetuissa ajoneuvoissa ei ole eristystoimenpiteitä. Kun ajoneuvo on esilämmitetty ja akkuyksikkö siirtyy toimintatilaan, akku itse tuottaa paljon lämpöä. Jos ympäristö ei ole äärimmäisen kylmä eikä pitkäaikaista pysäköintiä tarvita, akun käyttölämpötilaa voidaan ylläpitää itsekuumenemalla.
Tärkeimmät jäähdytysvaikutukseen vaikuttavat tekijät
Jäähdytysnesteen lämpötila.Jäähdytysprosessin aikana mitä alhaisempi jäähdytysnesteen lämpötila on, sitä alhaisemmat ovat akun maksimi- ja minimilämpötilat, mutta ero näiden välillä on suuri. Lämmitysprosessin aikana mitä korkeampi jäähdytysnesteen lämpötila on, sitä suurempi on akun lämpötilaero. Toisin sanoen mitä suurempi lämpötilaero jäähdytysnesteen ja akun välillä on, sitä suurempi on lämpötilaero akun sisällä eri kohdissa olevien kennojen välillä.
Tämä ilmiö liittyy pääasiassa lämmönhallintajärjestelmän lämpötilan säätelyn erilaisiin vaikutuksiin eri kohdissa oleviin kennoihin. Joillakin kennoilla on suuri kosketuspinta-ala säteilijän kanssa, kun taas toiset ovat suhteellisen pieniä; toisaalta, kun jäähdytysneste kiertää akun sisällä, lämpötila muuttuu jatkuvasti tuloaukosta ulostuloon. Eri paikoissa lämpötilaero jäähdytysnesteen ja saman kehon lämpötilan omaavien solujen välillä on erilainen. Vain tarkka lämpösuunnittelu voi ratkaista tämän ongelman, ei pelkkä jäähdytysnesteen lämpötilan säätäminen.
Jäähdytysnesteen virtaus.Mitä suurempi jäähdytysnesteen virtaus, sitä enemmän lämpöä se vie pois samassa ajassa. Joissakin simulaatioissa on erityisesti havaittu nestejäähdytysmallia, muut parametrit pysyvät ennallaan, ja vain jäähdytysnesteen virtausta säädetään, jäähdytysnesteen virtauksen vaikutus jäähdytysvaikutukseen. Jäähdytysnesteen virtauksen kasvaessa akkujärjestelmän maksimilämpötila laskee, mutta lämpötilaero kasvaa. Ylitettyään maksimilämpötilaeron virtaus jatkaa kasvuaan ja lämpötilaero alkaa pienentyä. Virtausnopeuden lisäämisen jatkuessa maksimilämpötila ja lämpötilaero ovat pienentyneet yhteen suuntaan.
Virtauksen lisäysprosessin ensimmäisellä puoliskolla maksimilämpötila laskee ja lämpötilaero kasvaa. Syyt ovat johdonmukaiset jäähdytysnesteen lämpötilan jatkuvan laskun vaikutuksen kanssa, mikä liittyy tiettyyn lämpörakenteen suunnitteluun. Erilaiset jäähdytysvaikutukset aiheuttavat erilaisia lämpötilan muutoksia. Virtausnopeuden lisäystestin toisella puoliskolla, virtausnopeuden kasvaessa, lämpötilaero alkoi pienentyä ja jatkoi pienenemistä, koska jäähdytysnesteen virtausnopeus kasvoi tietyssä määrin suhteessa jäähdytysnesteen lämmönabsorptiokykyyn. jäähdytysnestettä, jäähdytysnesteen lämpöön siirtyvä akku on suhteellisen pieni. Tällä tavalla toisaalta vaikutus jäähdytysnesteen lämpötilaan pienenee ja jäähdytysnesteen lämpötilaero eri kohdissa lähellä järjestelmän sisääntuloa pienenee jatkuvasti; toisaalta ero lämmönsiirtokapasiteetissa, joka johtuu erosta eri kennojen lämmönsiirtopinta-aloissa, on suhteellisen pienempi. Tämän seurauksena järjestelmän yleinen lämpötilaero pienenee edelleen.
Mutta liikenne ei voi jatkaa lisääntymistä. Toisaalta se liittyy kulutetun energian määrään, ja on väistämätöntä valita virtaus, jolla on paras kustannustehokkuus. Toisaalta suuren virtausnopeuden ylläpitäminen pitkään on jäähdytysnesteen kiertojärjestelmän lujuuden testi, laitteiden käyttöikä voi lyhentyä ja samalla onnettomuusriski kasvaa.
Suositut Tagit: jäähdytyselementti uudelle energiakentälle, Kiina, toimittajat, valmistajat, tehdas, räätälöity, ilmainen näyte, valmistettu Kiinassa
