Maitinimo akumuliatoriaus šilumos valdymo sistemos konstrukcija:
Reguliuoti akumuliatoriaus temperatūrą, kad ji būtų tokiame temperatūros diapazone, kuris tinka akumuliatoriui veikti; kad sumažintumėte skirtumą tarp aukščiausios ir žemiausios temperatūros akumuliatoriaus pakuotėje.
Skysčio aušinimo sistemos sudėtis
Skysčio aušinimo radiatorių sistema šiuo metu yra populiari energijos baterijų šilumos valdymo tyrimų kryptis. Optimalios akumuliatoriaus darbinės temperatūros sąlygos gali būti pasiekiamos naudojant aušinimo skysčio, kuris turi didelę šiluminę talpą ir gali pašalinti perteklinę akumuliatoriaus sistemos šilumą per cirkuliaciją, efektyvumą.
Pagrindiniai skysčio aušinimo radiatorių sistemos komponentai yra: elektrinis vandens siurblys, elementų radiatorius (netiesioginis aušinimas), temperatūros jutiklis, oro kondicionavimo sistema (kompresorius, kondensatorius, garintuvas), šildytuvas ir vandens-vandens šilumokaitis.
Tarp jų oro kondicionavimo sistema yra atsakinga už vėsinimą aukštos temperatūros sąlygomis; šildytuvas, esant žemai temperatūrai, yra atsakingas už aušinimo skysčio šildymą.
Šilumos perdavimo principai
Šilumos valdymo sistemos projektavimo tikslas – perduoti naujos energijos lauko galios akumuliatoriaus šilumos perteklių įkrovimo ir iškrovimo metu, išlaikyti akumuliatoriaus darbą tinkamame diapazone, o elementų temperatūrų skirtumą skirtingose padėtyse. neturėtų būti per didelis. Tokiu būdu galima sulėtinti akumuliatoriaus senėjimo greitį ir sulėtinti skirtingų elementų diferenciacijos laipsnį.
Priežastis, kodėl yra įvairių aušinimo formų, tokių kaip aušinimas oru ir aušinimas skysčiu, yra ta, kad skiriasi šilumos perdavimo terpė. Iš esmės reikia pradėti nuo skirtingų šilumos perdavimo būdų. Yra trys pagrindinės šilumos perdavimo formos: šilumos spinduliavimas, šilumos laidumas ir konvekcija.
Šiluminė spinduliuotė: objektai, kurių temperatūra aukštesnė nei absoliutus nulis, skleidžia šiluminę spinduliuotę. Šiluminei spinduliuotei nereikia terpės ir nereikalauja kontakto, o šilumą perduoda elektromagnetinių bangų pavidalu. Šiluma, perduodama iš saulės į žemę, yra tipiškas šiluminės spinduliuotės procesas.
Šilumos laidumas: šilumos perdavimo procesas iš aukštos temperatūros zonos į žemos temperatūros sritį per terpę. Skirtingai nuo šiluminės spinduliuotės, šilumos laidumui reikia dviejų sąlygų: temperatūros skirtumo ir terpės.
Konvekcija: Santykinis srautas skystyje, kurį lemia temperatūros skirtumai.
Maitinimo akumuliatoriaus elemento viduje esanti šiluma daugiausia perduodama į akumuliatoriaus paviršių šilumos laidumo būdu, o tada spinduliuotės ir konvekcijos būdu pasklinda į aplinkinę erdvę. Jei prie sistemos pridedama šilumos valdymo sistema, šilumos perdavimo procesas iš dalies pakeičiamas. Pavyzdžiui, netiesioginio šilumos išsklaidymo metu šiluma nuo akumuliatoriaus paviršiaus į radiatoriaus korpusą daugiausia perduodama šilumos laidumo būdu, o tada korpusas perduodamas į radiatoriaus srauto kanalo paviršių šilumos laidumo būdu; šiluma nuo srauto kanalo paviršiaus perduodama aušinimo skysčiui šilumos laidumo būdu. , aušinimo skystis konvekcijos būdu perduoda šilumą aušinimo skysčio viduje ir seka priverstinį aušinimo skysčio srautą į akumuliatoriaus bloko išorę.
Baterijų paketų šiluminio valdymo sprendimai
Akumuliatoriaus šiluminio valdymo schema apima tris priemones: akumuliatoriaus bloko aušinimą, baterijos bloko pašildymą žemoje temperatūroje ir akumuliatoriaus šilumos išsaugojimą.
Akumuliatoriaus aušinimas
Skysčio aušinimo sistemos aušinimo funkcija daugiausia realizuojama cirkuliuojant žemos temperatūros aušinimo skysčiu. Jei reikalinga šilumos išsklaidymo galia yra santykinai maža, dėl gana didelės paties aušinimo skysčio šiluminės talpos nebūtina pradėti ciklo proceso, o jau galima įvykdyti nustatytus temperatūros diapazono reikalavimus.
Yra dvi pagrindinės baterijų bloko aušinimo formos: tiesioginis aušinimas ir netiesioginis aušinimas. Tiesioginis aušinimas reiškia, kad aušinimo terpė teka tiesiai iš ląstelės paviršiaus, kad pašalintų šilumos perteklių; netiesioginis vėsinimas reiškia, kad aušinimo terpė teka vamzdžių ir radiatoriaus kanalais, o radiatorius liečiasi su elementu, kad elemento šilumą perduotų aušinimui.
Akumuliatoriaus įšilimas žemoje temperatūroje
Iš pradžių kompresorius gali turėti šildymo funkciją, tačiau jo žemos temperatūros šildymo efektas nėra geras, o energijos suvartojimas yra gana didelis, o tai turi didelę įtaką akumuliatoriaus veikimo laikui; Per žema arba tiesiog žemesnė už minimalią išleidimo temperatūrą, kad būtų galima iškrauti. Todėl įšilimo procesas prieš automobilio užvedimą yra įtrauktas į šilumos valdymo strategiją.
Yra dvi pagrindinės baterijų paketo žemos temperatūros išankstinio pašildymo formos: vidinis šildymas ir išorinis šildymas.
Vidinis šildymas, naudojant kintamosios srovės maitinimą už akumuliatoriaus bloko, kad šildytų akumuliatoriaus elektrolitą, kol jis pasieks atitinkamą akumuliatoriaus pakuotės temperatūros diapazoną. Šilumą gaminanti dalis yra pati baterija, todėl ji vadinama vidiniu šildymu.
Išorinis šildymas naudoja išorinę energiją, kad šildytų kitą terpę nei akumuliatorius, terpė perduoda šilumą akumuliatoriui ir palaipsniui didina akumuliatoriaus temperatūrą, kol ji pasiekia tinkamą akumuliatoriaus temperatūros diapazoną. Išorinė terpė apima oro terpę ir skystą terpę, o šilumą generuojančius elementus sudaro PTC ir šildymo plėvelė.
Išorinis šildymas yra labiau paplitęs būdas. Bendra įgyvendinimo forma yra tokia, kad akumuliatoriaus viduje yra šildytuvas, kuris nenaudoja akumuliatoriaus energijos, o stovėdamas, įjungia maitinimą už akumuliatoriaus bloko ribų ir tiekia maitinimą PTC arba šildymo plėvelė. Išorinis maitinimo šaltinis paprastai yra elektros energija iš didelio elektros tinklo. Šildytuvas gali dirbti pagal taikomą maksimalią galią, nesijaudindamas dėl elektros energijos švaistymo, o bendras šildymo greitis yra gana didelis.
Akumuliatoriaus izoliacija
Naujų energijos lauko baterijų blokų, naudojamų žemos temperatūros zonose, dėžutės korpusas paprastai turi būti suprojektuotas su šilumos izoliacijos priemonėmis, kad sulėtintų pašildymo šilumos nuostolius. Neleidžia akumuliatoriui vėl nukristi žemiau darbinės temperatūros, kai automobilis trumpam sustabdomas važiuojant. Eksperimentai parodė, kad aplinkos temperatūra yra minus 20 laipsnių. Įkaitinimo proceso metu akumuliatorius įkaista iki 25 laipsnių, transporto priemonė paliekama stovėti 8 valandas, o temperatūra nukrenta iki maždaug 18 laipsnių.
Izoliacijos priemonės nėra numatytos visose transporto priemonėse su šilumos valdymo funkcijomis. Kai transporto priemonė bus pašildyta ir akumuliatorius pradės veikti, pats akumuliatorius gamins daug šilumos. Jei tai nėra itin šalta aplinka ir nereikia ilgalaikio stovėjimo, akumuliatoriaus bloko darbinę temperatūrą galima palaikyti savaiminio įkaitimo būdu.
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos vėsinimo efektui
Aušinimo skysčio temperatūra.Aušinimo proceso metu kuo žemesnė aušinimo skysčio temperatūra, tuo mažesnė akumuliatoriaus maksimali ir mažiausia temperatūra, tačiau tarpas tarp jų yra didelis. Šildymo proceso metu kuo aukštesnė aušinimo skysčio temperatūra, tuo didesnis akumuliatoriaus temperatūrų skirtumas. Tai reiškia, kad kuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp aušinimo skysčio ir akumuliatoriaus, tuo didesnis temperatūrų skirtumas tarp elementų, esančių skirtingose baterijos viduje.
Šis reiškinys daugiausia susijęs su skirtingu šilumos valdymo sistemos temperatūros reguliavimo įtakos laipsniu skirtingose padėtyse esančioms ląstelėms. Kai kurios ląstelės turi didelį kontaktinį plotą su radiatoriumi, o kiti yra palyginti maži; kita vertus, aušinimo skysčiui cirkuliuojant akumuliatoriaus viduje, temperatūra nuolat kinta nuo įėjimo iki išleidimo angos. Skirtingose vietose temperatūros skirtumas tarp aušinimo skysčio ir ląstelių, kurių kūno temperatūra yra tokia pati, skiriasi. Tik tiksli šiluminė konstrukcija gali išspręsti šią problemą, o ne tik aušinimo skysčio temperatūros reguliavimas.
Aušinimo skysčio srautas.Kuo didesnis aušinimo skysčio srautas, tuo daugiau šilumos jis pasiima per tą patį laikotarpį. Kai kurie modeliavimai specialiai stebėjo aušinimo skysčiu modelį, kiti parametrai lieka nepakitę, o reguliuojamas tik aušinimo skysčio srautas, aušinimo skysčio srauto įtaka aušinimo efektui. Didėjant aušinimo skysčio srautui, maksimali akumuliatoriaus sistemos temperatūra mažėja, tačiau temperatūros skirtumas didėja. Praėjus maksimaliam temperatūrų skirtumui, srautas toliau didėja, o temperatūrų skirtumas pradeda mažėti. Toliau didinant srautą, maksimali temperatūra ir temperatūrų skirtumas mažėjo viena kryptimi.
Pirmoje srauto didėjimo proceso pusėje maksimali temperatūra mažėja ir temperatūrų skirtumas didėja. Priežastys atitinka nuolatinio aušinimo skysčio temperatūros mažėjimo poveikį, kuris yra susijęs su specifine šiluminės konstrukcijos konstrukcija. Skirtingi aušinimo efektai sukelia skirtingus temperatūros pokyčius. Antroje debito didinimo bandymo pusėje, didėjant srautui, temperatūrų skirtumas pradėjo mažėti ir toliau mažėjo, nes aušinimo skysčio srautas tam tikru mastu padidėjo, palyginti su aušinimo skysčio šilumos sugerties galia. aušinimo skysčio, akumuliatorius, perduodamas aušinimo skysčio šilumai, yra palyginti mažas. Tokiu būdu, viena vertus, įtaka aušinimo skysčio temperatūrai tampa mažesnė, o temperatūrų skirtumas tarp aušinimo skysčio skirtingose padėtyse prie sistemos įleidimo angos tampa vis mažesnis; kita vertus, šilumos perdavimo pajėgumų skirtumas, atsirandantis dėl skirtingų elementų šilumos perdavimo ploto skirtumo, yra santykinai mažesnis. Dėl to bendras temperatūros skirtumas sistemoje ir toliau mažėja.
Tačiau srautas toliau didėti negali. Viena vertus, tai susiję su sunaudotos energijos kiekiu, todėl neišvengiamai pasirenkamas geriausias sąnaudų efektyvumas. Kita vertus, ilgą laiką išlaikant didelį srautą yra aušinimo skysčio cirkuliacijos sistemos stiprumo išbandymas, gali sutrumpėti įrangos eksploatavimo laikas, o tuo pačiu padidės nelaimingų atsitikimų rizika.
Populiarus Žymos: radiatorius naujam energijos laukui, Kinija, tiekėjai, gamintojai, gamykla, pritaikytas, nemokamas pavyzdys, pagamintas Kinijoje
