Значението на превозните средства с нова енергия в сравнение с традиционните превозни средства се отразява главно в следните аспекти: Първо, предотвратяване на термичното изпускане на превозните средства с нова енергия. Причините за термичното изпускане включват механични и електрически причини (сблъсък, екструдиране на батерията, акупунктура и др.) и електрохимични причини (презареждане и презареждане на батерията, бързо зареждане, зареждане при ниска температура, самоинициирано вътрешно късо съединение и др.). Термичното изпускане ще доведе до запалване или дори експлозия на батерията, което представлява заплаха за безопасността на пътниците. Второ, оптималната работна температура на батерията е 10-30°C. Точното термично управление на батерията може да осигури експлоатационния ѝ живот и да удължи живота на батерията на превозните средства с нова енергия. Трето, в сравнение с превозните средства с гориво, превозните средства с нова енергия нямат източник на захранване от компресори за климатици и не могат да разчитат на отпадната топлина от двигателя, за да осигуряват топлина на кабината, а могат да задвижват само електрическа енергия за регулиране на топлината, което значително ще намали пробега на самото превозно средство с нова енергия. Следователно, термичното управление на превозните средства с нова енергия се е превърнало в ключ към решаването на ограниченията на превозните средства с нова енергия.
Търсенето на термично управление на превозните средства с нова енергия е значително по-високо от това на превозните средства с традиционно гориво. Термичното управление на автомобила е предназначено да контролира топлината на цялото превозно средство и топлината на околната среда като цяло, да поддържа всеки компонент в оптимален температурен диапазон и същевременно да гарантира безопасността и комфорта на шофиране на автомобила. Системата за термично управление на превозните средства с нова енергия включва главно климатична система, система за термично управление на батерията (ХВЧ), система за електронно управление на двигателя. В сравнение с традиционните автомобили, термичното управление на превозните средства с нова енергия е с добавени модули за термично управление на батерията и електронния контрол на двигателя. Традиционното автомобилно термично управление включва главно охлаждането на двигателя и скоростната кутия и термичното управление на климатичната система. Превозните средства с гориво използват хладилен агент за климатизация, за да осигурят охлаждане на кабината, да отопляват кабината с отпадна топлина от двигателя и да охлаждат двигателя и скоростната кутия чрез течно или въздушно охлаждане. В сравнение с традиционните превозни средства, основна промяна при превозните средства с нова енергия е източникът на енергия. Превозните средства с нова енергия нямат двигатели, които да осигуряват топлина, а отоплението с климатик се осъществява чрез PTC или термопомпа. Превозните средства с нова енергия имат добавени изисквания за охлаждане на батериите и електронните системи за управление на двигателя, така че термичното управление на превозните средства с нова енергия е по-сложно от това на традиционните превозни средства с гориво.
Сложността на управлението на температурата при превозните средства с нова енергия е довела до увеличаване на стойността на едно превозно средство в система за управление на температурата. Стойността на едно превозно средство в система за управление на температурата е 2-3 пъти по-висока от тази на традиционен автомобил. В сравнение с традиционните автомобили, увеличението на стойността на превозните средства с нова енергия идва главно от охлаждане с течност на батериите, климатици с термопомпи и др.PTC нагреватели за охлаждаща течности др.
Течното охлаждане замени въздушното охлаждане като основна технология за контрол на температурата, а директното охлаждане се очаква да постигне технологични пробиви.
Четирите често срещани метода за управление на температурата на батериите са въздушно охлаждане, течно охлаждане, охлаждане с фазово променящ се материал и директно охлаждане. Технологията за въздушно охлаждане се използваше предимно в ранните модели, а технологията за течно охлаждане постепенно се превърна в основен метод поради равномерното охлаждане на течното охлаждане. Поради високата си цена, технологията за течно охлаждане се използва предимно в модели от висок клас и се очаква в бъдеще да се превърне в по-евтини модели.
Въздушно охлаждане (PTC нагревател за въздух) е метод на охлаждане, при който въздухът се използва като топлоносител и директно отвежда топлината от батерията чрез вентилатора за отвеждане на въздуха. За въздушно охлаждане е необходимо да се увеличи максимално разстоянието между радиаторите и радиаторите между батериите, като могат да се използват серийни или паралелни канали. Тъй като паралелната връзка може да постигне равномерно разсейване на топлината, повечето от съвременните системи с въздушно охлаждане използват паралелна връзка.
Технологията за течно охлаждане използва течен конвекционен топлообмен, за да отведе топлината, генерирана от батерията, и да намали температурата ѝ. Течната среда има висок коефициент на топлопреминаване, голям топлинен капацитет и бърза скорост на охлаждане, което има значителен ефект върху намаляването на максималната температура и подобряването на консистентността на температурното поле на батерията. В същото време обемът на системата за управление на температурата е сравнително малък. В случай на прекурсори на термично претоварване, решението за течно охлаждане може да разчита на голям поток охлаждаща среда, за да принуди батерията да разсейва топлината и да осъществи преразпределение на топлината между батерийните модули, което може бързо да потисне непрекъснатото влошаване на термичното претоварване и да намали риска от претоварване. Формата на системата за течно охлаждане е по-гъвкава: батерийните клетки или модули могат да бъдат потопени в течността, между батерийните модули могат да бъдат поставени охлаждащи канали или може да се използва охлаждаща плоча в долната част на батерията. Методът на течно охлаждане има високи изисквания към херметичността на системата. Охлаждането с фазова промяна на материала се отнася до процеса на промяна на агрегатното състояние на материала и осигуряване на латентна топлина на материала, без да се променя температурата и да се променят физичните свойства. Този процес ще абсорбира или освободи голямо количество латентна топлина за охлаждане на батерията. След пълната фазова промяна на материала, обаче, топлината на батерията не може да бъде ефективно отведена.
Методът на директно охлаждане (директно охлаждане с хладилен агент) използва принципа на латентната топлина от изпарението на хладилните агенти (R134a и др.), за да установи климатична система в превозното средство или акумулаторната система, като инсталира изпарителя на климатичната система в акумулаторната система, а хладилният агент в изпарителя се изпарява и бързо и ефективно отвежда топлината от акумулаторната система, за да се завърши охлаждането на акумулаторната система.
Време на публикуване: 25 юни 2024 г.
