Lämmönhallintaratkaisut akkujärjestelmille

Ei ole epäilystäkään siitä, että lämpötilatekijällä on ratkaiseva vaikutus akkujen suorituskykyyn, käyttöikään ja turvallisuuteen.Yleisesti ottaen odotamme akkujärjestelmän toimivan alueella 15–35 ℃, jotta saavutetaan paras teho ja syöttö, suurin käytettävissä oleva energia ja pisin käyttöikä (vaikka varastointi alhaisessa lämpötilassa voi pidentää kalenterin käyttöikää , mutta ei ole kovin järkevää harjoitella alhaisen lämpötilan varastointia sovelluksissa, ja akut ovat tässä suhteessa hyvin samanlaisia ​​​​kuin ihmiset).

Tällä hetkellä tehoakkujärjestelmän lämmönhallinta voidaan jakaa pääasiassa neljään luokkaan, luonnollinen jäähdytys, ilmajäähdytys, nestejäähdytys ja suora jäähdytys.Niistä luonnollinen jäähdytys on passiivinen lämmönhallintamenetelmä, kun taas ilmajäähdytys, nestejäähdytys ja tasavirta ovat aktiivisia.Suurin ero näiden kolmen välillä on ero lämmönvaihtoväliaineessa.

· Luonnollinen jäähdytys
Vapaajäähdytyksessä ei ole lisälaitteita lämmönvaihtoa varten.Esimerkiksi BYD on ottanut käyttöön luonnollisen jäähdytyksen Qin-, Tang-, Song-, E6-, Tengshi- ja muissa LFP-kennoja käyttävissä malleissa.On selvää, että seuranta-BYD siirtyy nestejäähdyttämiseen malleissa, joissa käytetään kolmiosaisia ​​akkuja.

· Ilmajäähdytys (PTC ilmanlämmitin)
Ilmajäähdytys käyttää ilmaa lämmönsiirtoaineena.On olemassa kaksi yleistä tyyppiä.Ensimmäistä kutsutaan passiiviseksi ilmajäähdytykseksi, joka käyttää suoraan ulkopuolista ilmaa lämmönvaihtoon.Toinen tyyppi on aktiivinen ilmajäähdytys, joka voi esilämmittää tai jäähdyttää ulkoilmaa ennen kuin se menee akkujärjestelmään.Alkuaikoina monet japanilaiset ja korealaiset sähkömallit käyttivät ilmajäähdytteisiä ratkaisuja.

· Nestejäähdytys
Nestejäähdytys käyttää lämmönsiirtoaineena pakkasnestettä (kuten etyleeniglykolia).Ratkaisussa on yleensä useita erilaisia ​​lämmönvaihtopiirejä.Esimerkiksi VOLTissa on jäähdytinpiiri, ilmastointipiiri (PTC-ilmastointi) ja PTC-piiri (PTC jäähdytysnesteen lämmitin).Akunhallintajärjestelmä reagoi ja säätää ja kytkeytyy lämmönhallintastrategian mukaan.TESLA Model S:ssä on piiri sarjassa moottorin jäähdytyksen kanssa.Kun akkua on lämmitettävä alhaisessa lämpötilassa, moottorin jäähdytyspiiri kytketään sarjaan akun jäähdytyspiirin kanssa, ja moottori voi lämmittää akkua.Kun tehoakku on korkeassa lämpötilassa, moottorin jäähdytyspiiri ja akun jäähdytyspiiri säätyvät rinnakkain, ja molemmat jäähdytysjärjestelmät haihduttavat lämpöä itsenäisesti.

1. Kaasulauhdutin

2. Toissijainen lauhdutin

3. Toissijainen lauhdutintuuletin

4. Kaasulauhduttimen tuuletin

5. Ilmastointilaitteen paineanturi (korkean paineen puoli)

6. Ilmastointilaitteen lämpötila-anturi (korkean paineen puoli)

7. Elektroninen ilmastointilaitteen kompressori

8. Ilmastointilaitteen paineanturi (matalapainepuoli)

9. Ilmastointilaitteen lämpötila-anturi (matalapainepuoli)

10. Paisuntaventtiili (jäähdytin)

11. Paisuntaventtiili (höyrystin)

· Suora jäähdytys
Suorajäähdytys käyttää kylmäainetta (faasia muuttava materiaali) lämmönvaihtoväliaineena.Kylmäaine voi absorboida suuren määrän lämpöä kaasu-nestefaasimuutosprosessin aikana.Kylmäaineeseen verrattuna lämmönsiirtotehoa voidaan lisätä yli kolme kertaa ja akku voidaan vaihtaa nopeammin.Järjestelmän sisällä oleva lämpö johdetaan pois.Suorajäähdytysjärjestelmää on käytetty BMW i3:ssa.

 

Akkujärjestelmän lämmönhallintasuunnitelmassa on jäähdytystehokkuuden lisäksi otettava huomioon kaikkien akkujen lämpötilan tasaisuus.PACKissa on satoja kennoja, eikä lämpötila-anturi pysty tunnistamaan jokaista kennoa.Esimerkiksi Tesla Model S:n moduulissa on 444 akkua, mutta vain 2 lämpötilan tunnistuspistettä on järjestetty.Siksi on välttämätöntä tehdä akusta mahdollisimman yhtenäinen lämmönhallintasuunnittelun avulla.Ja hyvä lämpötilan tasaisuus on edellytys tasaisille suorituskykyparametreille, kuten akun teholle, käyttöikään ja SOC:lle.