Производительность электрических автобусов во многом зависит от производительности батарей силовых батарей; Таким образом, эксплуатационная температура батарей силовых батарей сильно коррелирует с их производительностью и влиянием также их жизнь и безопасность. Таким образом, система управления температурой питания также довольно важна.
Тепловое управление энергопотреблением требует нагревания их при низких температурах и охлаждения их на высоких.
Типы системы теплового управления аккумулятором
1.1 Методы охлаждения батареи
Методы охлаждения питания в основном включают в себя натуральное воздушное охлаждение, принудительное воздушное охлаждение, жидкое охлаждение и прямое охлаждение хладагента.
-Высленное воздушное охлаждение: Внедряя ветер кондиционирования воздуха, естественный ветер или ветер конвекции вне автомобиля в батарейный отсек, температура аккумулятора снижается.
-Ликвидное охлаждение: Полагайтесь на выпуск воздуха в системе кондиционирования воздуха или хладагент независимого охлаждения оборудования для охлаждения охлаждающей жидкости, а затем переносите охлаждающую жидкость в теплообменник в аккумуляторе, чтобы охладить батарею.
-Риграждающий прямое охлаждение: Непосредственно введите хладагент охлаждающего оборудования в теплообменник в аккумуляторе, чтобы охладить батарею путем тепловой проводимости.
Сравнение различных методов охлаждения выглядит следующим образом:
◆ Естественное воздушное охлаждение: На производительность охлаждения влияет внешняя среда, система не требует дополнительного контроля, отсутствия энергопотребления, небольшого пространственного занятия, низкой стоимости, надежного процесса и низкого риска водного вад.
◆ Принудительное воздушное охлаждение: Производительность охлаждения средняя, объем системы большой, но вес легкий, энергопотребление низкое, его легко контролировать, стоимость системы низкая, процесс надежен, а риск вадки воды высок.
◆Жидкое охлаждение: Эффект охлаждения хорош, объем системы умерен, принцип управления зрелым, а сложность реализации является умеренной. Тем не менее, этот метод имеет тяжелую систему, высокое потребление энергии, самую высокую стоимость, средняя надежность процесса и высокий риск водного вад. В настоящее время жидкое охлаждение является наиболее широко используемым охлаждающим раствором в отрасли.
◆Хладаковое прямое охлаждение: Эффект охлаждения является лучшим, объем системы невелик, вес является легким, энергопотребление низкое, стоимость системы умеренная, но контроль сложный, техническая трудность высока, надежность процесса высока, а риск водного вадки высок. В настоящее время прямой охлаждение хладагента все еще находится на этапе исследования и еще не широко использовался.
Хотя эффективность теплообмена прямого охлаждения хладагента высока, когда хладагент испаряется в аккумуляторе, разница температур в различных местах велика, что влияет на однородность температуры аккумулятора и, таким образом, снижает производительность зарядки и сброса. Кроме того, потребность в мощности автобусов велика, количество аккумуляторов большое, а макет трубопровода в системе прямого охлаждения хладагента относительно сложна, и существует риск утечки.
1.2 Метод нагрева батареи
В настоящее время методы нагрева батареи общего мощности в основном включают в себя:
◆Электрическая нагревательная пленка отопление: Интегрируйте электрическую нагревательную пленку внутри аккумулятора, чтобы напрямую нагреть батарею.
- Когда температура окружающей среды превышает 0 ℃, этот метод обладает хорошим эффектом нагрева, никакого дополнительного контроля не требуется, низкое потребление энергии, низкая стоимость, небольшая космическая занятия и простая в реализации.
- Когда температура окружающей среды ниже 0 ℃, эффект нагрева значительно снижается и обычно не используется.
◆Электрическое жидкое отопление: Подключите электрический жидкий нагреватель последовательно в циркуляции воды в циркуляционной контуре аккумулятора теплового управления, чтобы нагреть антифиз, чтобы повысить температуру аккумулятора.
- Этот метод имеет хороший эффект нагрева, умеренный размер системы, меньше пространственного занятия, зрелый принцип управления, высокую надежность процесса и низкая сложности в реализации.
- Несмотря на то, что стоимость относительно высока, в настоящее время она широко используется в системах отопления батареи из -за ее стабильности и эффективности.
Будь то зима или лето, нормальная рабочая температура батареи составляет 25 ± 5 ℃. Зимой его необходимо нагревать оборудование для теплового управления аккумулятором, а целевая температура воды для нагрева составляет 25 ± 5 ℃; Летом его необходимо охладить системой BTMS, а целевая температура воды для охлаждения также составляет 25 ± 5 ℃. Следующее вводит три типа систем теплового управления аккумулятором с жидко-охлаждением (нагреваемое), обычно используемых в шинах. Эти три типа теплового управления аккумуляторами являются интегрированными системами отопления и охлаждения. В соответствии с требованиями использования и температуры окружающей среды чистых электрических шин, когда система необходимо охладить, антифриз прямо охлаждается через теплообменник BTMS; Когда систему необходимо нагреть, электрический жидкий нагреватель PTC подключен последовательно в системе циркуляции воды BTMS нагревает антифриз.
Простая форма блока
Системный состав
Простой блок в основном состоит из теплообменника пластины, водяного насоса, вентилятора и электрического жидкого нагревателя PTC. Его принцип показан на рисунке 1, а его состав показан на рисунке 2.
 |
 |
1 - теплообменник пластин
2、5 - соленоидный клапан
3、4 - датчик температуры воды;
6 - Нагреватель PTC
7 - фанат
8 - Контроллер
9 - Водяной насос |
Рабочий принцип
Когда система получает сигнал охлаждения, соленоидный клапан 2 открывается, а соленоидный клапан 5 закрывается.
Вентилятор и водяной насос запускаются, извлекая холодный воздух из воздуховода кондиционирования воздуха и охлаждая антифриз через теплообменник пластины внутри устройства.
Охлажденный антифиз транспортируется в теплообменник внутри батареи водяным насосом, а тепло обменивается с ячейкой аккумулятора, чтобы снизить температуру аккумулятора.
Когда система получает нагревающий сигнал, соленоидный клапан 2 закрывается, а соленоидный клапан 5 открывается.
Электрический жидкий нагреватель PTC и водяной насос внутри устройства начинают работать, чтобы нагреть антифриз в системе.
Нагретый антифиз циркулирует в теплообменник внутри аккумулятора и увеличивает температуру аккумулятора за счет теплопроводимости.
В дополнение к функциям нагрева и охлаждения, блок с водяным охлаждением также имеет функцию самостоятельного окружения, чтобы уменьшить разность температуры внутри аккумулятора.
Когда BTMS отправляет команду по самообучению, нагреватель PTC и вентилятор останавливается, но водяной насос продолжает работать, а антифриз циркулирует в цепь воды, чтобы обеспечить равномерную температуру аккумулятора.
Функции и объем применения
✅ Преимущества
Простая структура и низкая стоимость.
Обладать основными функциями охлаждения, отопления и самообкрушения.
❌ Ограничения
Полагайтесь на кондиционер в кабине, чтобы обеспечить холодный воздух, который сильно влияет на рабочее состояние системы кондиционирования воздуха.
Охлаждающая способность ограничена. Из-за отсутствия независимой системы охлаждения мощность охлаждения, как правило, меньше 2 кВт, что трудно удовлетворить потребности батарей с высокой мощью.
Он подходит для медленных батарей с низким уровнем заряда и разряда и часто используется в гибридных шинах, но не для чистых электрических шин с более строгими требованиями контроля температуры.
Независимая форма единицы
Системный состав и принцип работы
Независимый блок использует хладагент системы кондиционирования воздуха для управления температурой батареи без необходимости отдельной охлаждения. Его композиция показана на рисунке.
- Испаритель 1: испаритель кондиционера в салоне обеспечивает холодный воздух для пассажирской зоны.
-Испаритель 2: испаритель с водяным охлаждением отвечает за охлаждение антифриза и доставку низкотемпературного антифиза в теплообменник батареи, чтобы снизить температуру аккумулятора.
- холодильная цепь: два испарителя подключены параллельно, разделяя ключевые компоненты, такие как компрессор, конденсатор и сушильная бутылка. Поток хладагента контролируется соленоидными клапанами 1 и 2, а расширительные клапаны 1 и 2 ответственны за регуляцию потока двух хладагентов.
Режим охлаждения
- Соленоидный клапан 2 открывается, а хладагент входит в испаритель 2, чтобы обмениваться теплом с антифризом, чтобы охладить антифриз.
- Низкотемпературный антифиз циркулирует в теплообменник аккумулятора, чтобы снизить температуру аккумулятора.
Режим отопления
- Соленоидный клапан 2 закрыт, запускаются водяной насос и электрический жидкий нагреватель PTC, а антифриз входит в теплообменник аккумулятора после нагрева, чтобы нагреть, чтобы согреть батарею.
Режим самообкрушения
- Соленоидный клапан 2 закрыт, PTC прекращает работу, только водяной насос работает, а антифиз циркулирует в схеме воды, чтобы сбалансировать температуру батареи и предотвратить чрезмерную разницу температуры.
Функции и объем применения
✅ Преимущества
- Не требуется дополнительная охлаждающая система, снижая затраты на оборудование.
-Сильная пропускная способность охлаждения (≥6 кВт), подходящая для чистых электрических автобусов с высокоскоростной батарейкой.
❌ Ограничения
- Затрагивает охлаждение площади пассажира, а отвлечение хладагента ослабит эффект кондиционирования воздуха и увеличит нагрузку системы.
- Сопоставление системы является сложным, а производители кондиционеров и модели различных моделей не зафиксированы, что затрудняет соответствие блок водяного охлаждения с кондиционером.
- Установка ограничена, трубопроводы высокого и низкого давления длинные, особенно когда батарея расположена на дне, соединение между кондиционером и блок водяного охлаждения сложнее.
- Логика управления является сложной, а спрос на охлаждение аккумулятора и системы кондиционирования воздуха необходимо скоординировать, а требования к стратегии управления высоки.
Применимые сценарии:
- Применимо к быстрому зарядке с высокими скоростями заряда и сброса.
- Подходит для чистых электрических автобусов с высокими требованиями к пропускной способности охлаждения (≥6 кВт).
Независимая форма единицы
Системный принцип и структура
Независимая единица эквивалентна небольшой системе кондиционирования чистого электрического воздуха с независимой и полной охлажденной системой. Основное различие заключается в структуре испарителя:
- испаритель обычного кондиционирования воздуха используется для теплообмена между кондиционером хладагента и воздуха;
- Испаритель независимого блока используется для теплового обмена между кондиционированием хладагента и антифризом.
- Этот уникальный теплообменник обычно принимает структуру оболочки и трубки, в которой:
- Внутренняя труба передает хладагент;
- Внешняя труба передает охлаждающую воду;
- Файфы распределяются между двумя слоями труб для увеличения площади теплообмена и повышения эффективности теплообмена.
- Есть две формы дизайна для независимых подразделений:
- Интегрированный дизайн
- Раздельный дизайн
Рабочий принцип
Режим охлаждения
- После того, как система получает охлаждение сигнал, она запускает вентилятор и водяной насос.
- Хладагент обменивается нагреванием с антифризом через теплообменник пластины, чтобы снизить температуру антифриза.
- Антифриз входит в теплообменник аккумулятора через циркуляцию водяного насоса для достижения охлаждения батареи.
Режим отопления
- После того, как система получает нагревающий сигнал, она запускает электрический жидкий нагреватель PTC и водяной насос.
- После того, как антифиз нагревается, он входит в теплообменник внутри аккумулятора, чтобы повысить температуру батареи за счет теплообмена.
Функции и объем применения
✅ Преимущества
- Независимая система, не влияющая на характеристики охлаждения кондиционирования воздуха, может быстро реагировать на изменения температуры батареи.
- Гибкий макет, мощность может быть отрегулирована по мере необходимости для удовлетворения различных потребностей охлаждения.
- Логика управления проста, поскольку существует независимая система охлаждения, нет необходимости учитывать потребности в охлаждении в области кондиционирования воздуха.
- Охлаждающая способность регулируется, обычно выше 2 кВт, подходящей для гибридных или чистых электрических автобусов с высококачественной батарейкой быстрой зарядки.
❌ Ограничения
- По сравнению с не независимой единичной системой, независимая единица имеет дополнительный набор компрессоров и конденсаторов для независимого охлаждения, и стоимость немного выше. Но поскольку это независимая система, логика управления проще, чем у независимой единицы.
Применимые сценарии:
- Применимо к быстрому зарядному батареям с высокими скоростями заряда аккумуляторов и сборов, такими как гибридные шины и чистые электрические шины.
Заключение
В качестве ключевого компонента электрических автобусов BTMS напрямую влияет на производительность, безопасность и срок службы питания батареи. Поэтому при разработке и разработке электрических автобусов очень важно иметь глубокое понимание и овладение конструкцией и принципом работы оборудования для теплового управления аккумулятором. Это не только помогает повысить общую эффективность транспортного средства, но также обеспечивает долгосрочную надежность батареи, что обеспечивает более сильную поддержку работы транспортного средства.Узнайте больше о системе теплового управления аккумулятором Guchen
