Uusien energialähteiden merkitys perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna näkyy pääasiassa seuraavissa näkökohdissa: Ensinnäkin, uusien energialähteiden lämpökiihtymien estäminen. Lämpökiihtymien syitä ovat mekaaniset ja sähköiset syyt (akun törmäyspurkaus, akupunktio jne.) ja sähkökemialliset syyt (akun ylilataus ja ylipurkaus, nopea lataus, matalan lämpötilan lataus, itsestään käynnistyvä sisäinen oikosulku jne.). Lämpökiihdytys voi aiheuttaa akun syttymisen tuleen tai jopa räjähtämisen, mikä vaarantaa matkustajien turvallisuuden. Toiseksi, akun optimaalinen käyttölämpötila on 10–30 °C. Akun tarkka lämmönhallinta voi varmistaa akun käyttöiän ja pidentää uusien energialähteiden akun käyttöikää. Kolmanneksi, verrattuna polttoainekäyttöisiin ajoneuvoihin, uusissa energialähteissä ei ole ilmastointikompressorien virtalähdettä, eivätkä ne voi luottaa moottorin hukkalämpöön matkustamon lämmittämiseen, vaan ne voivat käyttää vain sähköenergiaa lämmön säätelyyn, mikä lyhentää huomattavasti uusien energialähteiden toimintasädettä. Siksi uusien energialähteiden lämmönhallinnasta on tullut avain uusien energialähteiden rajoitusten ratkaisemiseen.
Uusien energiakäyttöisten ajoneuvojen lämmönhallintajärjestelmälle on huomattavasti suurempi kysyntä kuin perinteisillä polttoaineajoneuvoilla. Autojen lämmönhallintajärjestelmällä pyritään hallitsemaan koko ajoneuvon ja koko ympäristön lämpöä, pitämään jokainen komponentti toiminnassa optimaalisella lämpötila-alueella ja samalla varmistamaan auton turvallisuus ja ajomukavuus. Uuden energiakäyttöisen ajoneuvon lämmönhallintajärjestelmä sisältää pääasiassa ilmastointijärjestelmän, akun lämmönhallintajärjestelmän (...HVCH), moottorin elektroninen ohjausjärjestelmä. Perinteisiin autoihin verrattuna uusien energialähteiden lämmönhallintaan on lisätty akun ja moottorin elektronisen ohjauksen lämmönhallintamoduuleja. Perinteinen autojen lämmönhallinta sisältää pääasiassa moottorin ja vaihteiston jäähdytyksen sekä ilmastointijärjestelmän lämmönhallintaa. Polttoaineajoneuvot käyttävät ilmastointilaitteen kylmäainetta ohjaamon jäähdyttämiseen, lämmittävät ohjaamon moottorin hukkalämmöllä ja jäähdyttävät moottorin ja vaihteiston nestejäähdytyksellä tai ilmajäähdytyksellä. Perinteisiin ajoneuvoihin verrattuna merkittävä muutos uusissa energialähteissä on voimanlähde. Uusissa energialähteissä ei ole moottoreita lämmön tuottamiseen, ja ilmastoinnin lämmitys toteutetaan PTC:n tai lämpöpumpun avulla. Uusissa energialähteissä on lisätty jäähdytysvaatimuksia akuille ja moottorin elektronisille ohjausjärjestelmille, joten uusien energialähteiden lämmönhallinta on monimutkaisempaa kuin perinteisissä polttoainekäyttöisissä ajoneuvoissa.
Uusien energialähteiden lämmönhallintajärjestelmien monimutkaisuus on johtanut yksittäisen ajoneuvon arvon nousuun lämmönhallintajärjestelmässä. Yksittäisen ajoneuvon arvo lämmönhallintajärjestelmässä on 2–3 kertaa suurempi kuin perinteisen auton. Perinteisiin autoihin verrattuna uusien energialähteiden arvonnousu tulee pääasiassa akkunestejäähdytyksestä, lämpöpumppuilmastointilaitteista,PTC-jäähdytysnesteen lämmittimet, jne.
Nestejäähdytys on korvannut ilmajäähdytyksen valtavirran lämpötilansäätötekniikkana, ja suorajäähdytyksen odotetaan saavuttavan teknologisia läpimurtoja
Neljä yleisintä akun lämmönhallintamenetelmää ovat ilmajäähdytys, nestejäähdytys, faasimuutosmateriaalijäähdytys ja suorajäähdytys. Ilmajäähdytystekniikkaa käytettiin enimmäkseen varhaisissa malleissa, ja nestejäähdytystekniikasta on vähitellen tullut valtavirtaa nestejäähdytyksen tasaisen jäähdytyksen ansiosta. Korkeiden kustannustensa vuoksi nestejäähdytystekniikkaa käytetään enimmäkseen huippuluokan malleissa, ja sen odotetaan leviävän tulevaisuudessa halvempiin malleihin.
Ilmajäähdytys (PTC-ilmalämmitin) on jäähdytysmenetelmä, jossa lämmönsiirtoaineena käytetään ilmaa, ja ilma vie lämmön suoraan akustosta pois poistopuhaltimen kautta. Ilmajäähdytystä varten on tarpeen lisätä jäähdytyselementtien ja akkujen välisten jäähdytyselementtien välistä etäisyyttä mahdollisimman paljon, ja voidaan käyttää sarja- tai rinnakkaiskanavia. Koska rinnakkaisliitännällä voidaan saavuttaa tasainen lämmönpoisto, useimmat nykyiset ilmajäähdytteiset järjestelmät käyttävät rinnakkaisliitäntää.
Nestejäähdytystekniikka käyttää nestemäistä konvektiolämmönvaihtoa akun tuottaman lämmön poistamiseen ja akun lämpötilan alentamiseen. Nestemäisellä väliaineella on korkea lämmönsiirtokerroin, suuri lämpökapasiteetti ja nopea jäähdytysnopeus, mikä vaikuttaa merkittävästi alentaakseen akkupaketin maksimilämpötilaa ja parantaakseen akkupaketin lämpötilakentän tasaisuutta. Samalla lämmönhallintajärjestelmän tilavuus on suhteellisen pieni. Lämpöpurkausten edeltäjien tapauksessa nestejäähdytysratkaisu voi luottaa suureen jäähdytysväliaineen virtaukseen pakottaakseen akkupaketin haihduttamaan lämpöä ja toteuttamaan lämmön uudelleenjakautumisen akkumoduulien välillä, mikä voi nopeasti estää lämpöpurkausten jatkuvan heikkenemisen ja vähentää purkujen riskiä. Nestejäähdytysjärjestelmän muoto on joustavampi: akkukennot tai -moduulit voidaan upottaa nesteeseen, akkumoduulien väliin voidaan asettaa jäähdytyskanavia tai akun pohjalle voidaan käyttää jäähdytyslevyä. Nestejäähdytysmenetelmällä on korkeat vaatimukset järjestelmän ilmatiiviydelle. Faasimuutosmateriaalin jäähdytyksellä tarkoitetaan prosessia, jossa aineen olomuotoa muutetaan ja materiaalille tuotetaan latenttia lämpöä muuttamatta lämpötilaa ja fysikaalisia ominaisuuksia. Tämä prosessi absorboi tai vapauttaa suuren määrän latenttia lämpöä akun jäähdyttämiseksi. Faasimuutosmateriaalin täydellisen faasimuutoksen jälkeen akun lämpöä ei kuitenkaan voida tehokkaasti poistaa.
Suora jäähdytys (kylmäaineen suora jäähdytys) -menetelmä käyttää kylmäaineiden (R134a jne.) piilevän haihtumislämmön periaatetta ilmastointijärjestelmän luomiseksi ajoneuvoon tai akkujärjestelmään ja asentaa ilmastointijärjestelmän höyrystimen akkujärjestelmään, ja höyrystimen kylmäaine haihtuu ja poistaa nopeasti ja tehokkaasti akkujärjestelmän lämmön akkujärjestelmän jäähdytyksen loppuun saattamiseksi.
Julkaisun aika: 25. kesäkuuta 2024
