Uusien energialähteiden tärkeimpänä virtalähteenä akut ovat erittäin tärkeitä uusille energialähteille. Ajoneuvon todellisen käytön aikana akku joutuu kohtaamaan monimutkaisia ja vaihtelevia käyttöolosuhteita.
Alhaisessa lämpötilassa litiumioniakkujen sisäinen vastus kasvaa ja kapasiteetti laskee. Äärimmäisissä tapauksissa elektrolyytti jäätyy eikä akkua voida purkaa. Akkujärjestelmän suorituskyky alhaisissa lämpötiloissa heikkenee merkittävästi, mikä johtaa sähköajoneuvojen tehon heikkenemiseen, latauksen hidastumiseen ja toimintasäteen lyhenemiseen. Kun uusia energianlähteenä toimivia ajoneuvoja ladataan alhaisissa lämpötiloissa, yleinen BMS-järjestelmä lämmittää akun ensin sopivaan lämpötilaan ennen lataamista. Jos sitä ei käsitellä oikein, se johtaa välittömään ylijännitteeseen, mikä puolestaan voi aiheuttaa sisäisen oikosulun ja lisää savua, tulipalon tai jopa räjähdyksen.
Korkeassa lämpötilassa, jos laturin ohjaus pettää, se voi aiheuttaa akun sisällä voimakkaan kemiallisen reaktion ja tuottaa paljon lämpöä. Jos lämpö kerääntyy akun sisään nopeasti eikä sillä ole aikaa haihtua, akku voi vuotaa, kaasua päästää, savuta jne. Vakavissa tapauksissa akku palaa voimakkaasti ja räjähtää.
Akun lämmönhallintajärjestelmä (Battery Thermal Management System, BTMS) on akun hallintajärjestelmän päätoiminto. Akun lämmönhallintaan kuuluvat pääasiassa jäähdytys, lämmitys ja lämpötilan tasaus. Jäähdytys- ja lämmitystoimintoja säädetään pääasiassa ulkoisen ympäristön lämpötilan mahdollisten vaikutusten mukaan akkuun. Lämpötilan tasausta käytetään akun sisäisen lämpötilaeron pienentämiseen ja akun tietyn osan ylikuumenemisesta johtuvan nopean hajoamisen estämiseen. Suljetun silmukan säätöjärjestelmä koostuu lämpöä johtavasta väliaineesta, mittaus- ja ohjausyksiköstä sekä lämpötilan säätölaitteista, jotta akku voi toimia sopivalla lämpötila-alueella optimaalisen käyttötilan ylläpitämiseksi ja akkujärjestelmän suorituskyvyn ja käyttöiän varmistamiseksi.
1. Lämmönhallintajärjestelmän "V"-mallin kehitystila
Akkujärjestelmän osana lämmönhallintajärjestelmää kehitetään myös autoteollisuuden V"-mallin kehitysmallin mukaisesti. Simulointityökalujen ja suuren määrän testivarmennusten avulla vain tällä tavoin voidaan parantaa kehitystehokkuutta, säästää kehityskustannuksia ja takuujärjestelmää. Luotettavuus, turvallisuus ja pitkäikäisyys ovat taattuja.
Seuraavassa on lämmönhallintajärjestelmän kehityksen "V"-malli. Yleisesti ottaen malli koostuu kahdesta akselista, yhdestä vaakasuorasta ja yhdestä pystysuorasta: vaakasuora akseli koostuu neljästä eteenpäin suuntautuvan kehityksen päälinjasta ja yhdestä taaksepäin suuntautuvan verifioinnin päälinjasta, ja päälinja on eteenpäin suuntautuva kehitys, ottaen huomioon käänteisen suljetun silmukan verifioinnin; pystysuora akseli koostuu kolmesta tasosta: komponentit, alijärjestelmät ja järjestelmät.
Akun lämpötila vaikuttaa suoraan akun turvallisuuteen, joten akun lämmönhallintajärjestelmän suunnittelu ja tutkimus on yksi kriittisimmistä tehtävistä akkujärjestelmän suunnittelussa. Akkujärjestelmän lämmönhallintasuunnittelu ja -tarkastus on suoritettava tiukasti akun lämmönhallintasuunnitteluprosessin, akun lämmönhallintajärjestelmän ja komponenttityyppien, lämmönhallintajärjestelmän komponenttien valinnan ja lämmönhallintajärjestelmän suorituskyvyn arvioinnin mukaisesti. Akun suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamiseksi.
1. Lämmönhallintajärjestelmän vaatimukset. Suunnittelun lähtöparametrien, kuten ajoneuvon käyttöympäristön, ajoneuvon toimintaolosuhteiden ja akkukennon lämpötila-alueen, perusteella on suoritettava kysyntäanalyysi akkujärjestelmän lämmönhallintajärjestelmän vaatimusten selvittämiseksi. Järjestelmävaatimukset määrittävät vaatimusanalyysin mukaisesti lämmönhallintajärjestelmän toiminnot ja järjestelmän suunnittelutavoitteet. Näihin suunnittelutavoitteisiin kuuluvat pääasiassa akkukennojen lämpötilan, akkukennojen välisen lämpötilaeron, järjestelmän energiankulutuksen ja kustannusten hallinta.
2. Lämmönhallintajärjestelmän viitekehys. Järjestelmävaatimusten mukaan järjestelmä jaetaan jäähdytysjärjestelmään, lämmitysjärjestelmään, lämmöneristysjärjestelmään ja lämpöpurkausten estojärjestelmään (TRo), ja kunkin järjestelmän suunnitteluvaatimukset määritellään. Samanaikaisesti suoritetaan simulointianalyysi järjestelmän suunnittelun alustavaksi varmentamiseksi. KutenPTC-jäähdytinlämmitin, PTC-ilmalämmitin, elektroninen vesipumppu, jne.
3. Osajärjestelmän suunnittelussa määritetään ensin kunkin osajärjestelmän suunnittelutavoite järjestelmäsuunnittelun mukaisesti, ja sitten suoritetaan menetelmän valinta, järjestelmän suunnittelu, yksityiskohtainen suunnittelu sekä simulointianalyysi ja todentaminen kullekin osajärjestelmälle vuorollaan.
4. Osien suunnittelussa määritetään ensin osien suunnittelutavoitteet osajärjestelmän suunnittelun mukaisesti ja suoritetaan sitten yksityiskohtainen suunnittelu- ja simulointianalyysi.
5. Osien valmistus ja testaus, osien valmistus sekä testaus ja varmennus.
6. Osajärjestelmien integrointi ja todentaminen, osajärjestelmien integrointia ja testitodentamista varten.
7. Järjestelmäintegraatio ja testaus, järjestelmäintegraation ja testauksen todentaminen.
Julkaisun aika: 2. kesäkuuta 2023
