Vrste sustava upravljanja toplinom baterija
Različite metode upravljanja toplinom baterije uključuju različit broj dijelova, struktura i rasporeda. Različite vrste sustava upravljanja toplinom odabiru se na temelju troškova razvoja vozila, težine vozila i zahtjeva za prostorom. Glavne tehničke rute su sljedećih pet vrsta:
1. Vrsta izravnog hlađenja
Naziva se tehnologijom izravnog hlađenja baterije, sustav izravnog hlađenja je ugrađeni rashladni isparivač unutar baterije, koji je cjevovodom povezan sa sustavom klimatizacije. Kada bateriju treba ohladiti, kompresor se koristi za slanje komprimiranog rashladnog sredstva u isparivač unutar baterije, a zatim oduzima toplinu unutar baterije kako bi se postigao učinak hlađenja. Sustav ima prednosti kompaktne strukture, dobrog učinka hlađenja, malog broja dijelova (potreban je samo jedan ulazni i jedan izlazni rashladni cjevovod), male težine itd. Međutim, nedostatak ovog sustava je što ne može zagrijavati bateriju pod uvjetima niskih temperatura ispod nule, kondenzirana voda nastala tijekom procesa hlađenja je nezaštićena, a ujednačenost temperature rashladnog sredstva teško je kontrolirati. Rashladni sustav ima kratak vijek trajanja i nisku pouzdanost, a često dolazi do curenja rashladnog sredstva, nedovoljnog rashladnog kapaciteta i drugih kvarova. Ovo je najnovija tehnologija hlađenja baterija, s relativno niskom zrelošću. Primijenjen je u masovno proizvedenim modelima kao što su BYD i Tesla na tržištu. To je glavna tehnička ruta u budućnosti, kao što je prikazano na slici 1.
2. Tip vodenog hlađenja radijatora
Krug hlađenja hladnjaka je neovisni krug koji se sastoji od hladnjaka, elektroničke vodene pumpe, grijača itd., s antifrizom kao medijem. Antifriz izlazi iz radijatora, prolazi kroz grijač do akumulatora i na kraju se vraća u radijator. Ova metoda cirkulacije koristi se za hlađenje i zagrijavanje baterije. Sustav ima prednosti jednostavne strukture, niske cijene i uštede energije u višegodišnjem okruženju niske temperature. Međutim, sustav ima nisku učinkovitost rasipanja topline, a temperatura vode je visoka u klimatskom okruženju visoke temperature ljeti, što ne može zadovoljiti uvjete korištenja u okruženju visoke temperature, kao što je prikazano na slici 2.
3. Tip izravnog hlađenja i vodenog hlađenja
Ovaj sustav je integriran na bazi direktnog hlađenja i vodenog hlađenja, te premošćuje klimatizacijski sustav i sustav vodenog hlađenja preko baterijskog hladnjaka Chiller (koji se naziva i izmjenjivač topline). Ovaj sustav izbjegava nedostatke prva dva načina hlađenja i jedan je od najčešće korištenih sustava upravljanja toplinom baterije. Sustav ima više komponenti od prva dva, sustav je složeniji, a potreban prostor za raspored komponenti je relativno velik. Opterećenje kompresora je veliko tijekom rada, što troši puno energije za cijelo vozilo i ima lošu ekonomičnost. Osim toga, kada klimatizacijski sustav djelomično otkaže, zahtjev za hlađenjem baterije ne može se u potpunosti zadovoljiti, kao što je prikazano na slici 3.
4. Vodeno hlađeni hibridni tip
Ovaj sustav se temelji na sustavu direktnog hlađenja vodenim hlađenjem i dodaje sustav vodenog hlađenja radijatora. Njih dvoje su raspoređeni u paralelne krugove. Upravljanjem elektromagnetskim ventilom koriste se različiti krugovi za hlađenje baterije pod različitim uvjetima. U okruženjima s niskim temperaturama treba raditi samo sustav vodenog hlađenja hladnjaka. Kada se nalazite u okolini s visokom temperaturom, prebacite se na sustav za hlađenje direktnom vodom za hlađenje. Pod teškim radnim uvjetima, dva sustava mogu raditi u isto vrijeme, a baterija također može postići maksimalni kapacitet hlađenja, koji u osnovi može pokriti sva okruženja upotrebe. Ovaj sustav hlađenja je izuzetno složen i skup, te ima visoke zahtjeve za raspored prostora cijelog vozila. Strategija upravljanja sustavom je složena, a stabilnost i pouzdanost predstavljaju izazov. Ovaj se sustav također koristi u većini hibridnih PHEV modela na tržištu i ima zrelu tehnologiju, kao što je prikazano na slici 4.
5. Vrsta zračnog hlađenja
Ovaj sustav izravno vodi hladan zrak iz putničkog prostora do akumulatora kroz cijev i koristi hladan zrak za hlađenje akumulatora. Prednosti ovog sustava su jednostavna struktura, kontrolirana temperatura hladnog zraka i niska cijena sustava. Međutim, ima i nedostatke izravnog sustava hlađenja. Sustav nema funkciju grijanja, a kondenziranu vodu koja se stvara na površini baterije nije lako osušiti, što predstavlja opasnost od erozije i kontaminacije unutrašnjosti baterije. Ova vrsta metode upravljanja toplinom općenito se ne preporučuje, pogledajte sliku 5.
