Tepelný manažment energetického systému automobilu sa delí na tepelný manažment tradičného palivového systému vozidla a tepelný manažment nového energetického systému vozidla. V súčasnosti je tepelný manažment tradičného palivového systému vozidla veľmi vyspelý. Tradičné palivové vozidlo je poháňané motorom, takže tepelný manažment motora je zameraný na tradičný tepelný manažment automobilu. Tepelný manažment motora zahŕňa najmä chladiaci systém motora. Viac ako 30 % tepla v automobilovom systéme musí byť uvoľnené chladiacim okruhom motora, aby sa zabránilo prehriatiu motora pri prevádzke s vysokým zaťažením. Chladiaca kvapalina motora sa používa na vykurovanie kabíny.
Elektráreň tradičných palivových vozidiel sa skladá z motorov a prevodoviek, zatiaľ čo vozidlá s novým pohonom sa skladajú z batérií, motorov a elektronických riadiacich prvkov. Metódy tepelného riadenia týchto dvoch vozidiel prešli veľkými zmenami. Bežný prevádzkový teplotný rozsah batérie vozidiel s novým pohonom je 25～40℃. Preto tepelné riadenie batérie vyžaduje jej udržiavanie v teple aj jej odvádzanie. Zároveň by teplota motora nemala byť príliš vysoká. Ak je teplota motora príliš vysoká, ovplyvní to jeho životnosť. Preto je potrebné počas používania motora prijať potrebné opatrenia na odvod tepla. Nasleduje úvod do systému tepelného riadenia batérie a systému tepelného riadenia elektronického riadenia motora a ďalších komponentov.
Systém tepelného riadenia batérie
Systém tepelného manažmentu batérie sa delí hlavne na vzduchové chladenie, kvapalinové chladenie, chladenie fázovo premenlivými materiálmi a chladenie tepelnými trubicami na základe rôznych chladiacich médií. Princípy a systémové štruktúry rôznych metód chladenia sa značne líšia.
1) Chladenie vzduchom batérie: batéria a vonkajší vzduch vykonávajú konvekčnú výmenu tepla prúdením vzduchu. Chladenie vzduchom sa všeobecne delí na prirodzené chladenie a nútené chladenie. Prirodzené chladenie spočíva v tom, že vonkajší vzduch chladí batériu počas jazdy vozidla. Nútené chladenie vzduchom spočíva v inštalácii ventilátora na nútené chladenie batérie. Výhodami chladenia vzduchom sú nízke náklady a jednoduché komerčné využitie. Nevýhodami sú nízka účinnosť odvodu tepla, veľký pomer zaberanej plochy a vážne problémy s hlukom.PTC ohrievač vzduchu)
2) Kvapalinové chladenie batérie: teplo z batérie sa odvádza prúdením kvapaliny. Keďže špecifická tepelná kapacita kvapaliny je väčšia ako u vzduchu, chladiaci účinok kvapalinového chladenia je lepší ako pri vzduchovom chladení a rýchlosť chladenia je tiež vyššia ako pri vzduchovom chladení a rozloženie teploty po odvádzaní tepla z batérie je relatívne rovnomerné. Preto sa kvapalinové chladenie široko používa aj komerčne.Ohrievač chladiacej kvapaliny PTC)
3) Chladenie materiálov s fázovou zmenou: Materiály s fázovou zmenou (PhaseChangeMaterial, PCM) zahŕňajú parafín, hydratované soli, mastné kyseliny atď., ktoré môžu absorbovať alebo uvoľňovať veľké množstvo latentného tepla pri fázovej zmene, pričom ich vlastná teplota zostáva nezmenená. PCM má preto veľkú kapacitu na ukladanie tepelnej energie bez dodatočnej spotreby energie a je široko používaný pri chladení batérií elektronických výrobkov, ako sú mobilné telefóny. Použitie automobilových batérií je však stále vo fáze výskumu. Materiály s fázovou zmenou majú problém s nízkou tepelnou vodivosťou, ktorá spôsobuje, že povrch PCM, ktorý je v kontakte s batériou, sa taví, zatiaľ čo ostatné časti sa netavia, čo znižuje výkon prenosu tepla systému a nie je vhodné pre veľkokapacitné batérie. Ak sa tieto problémy podarí vyriešiť, chladenie PCM sa stane najperspektívnejším vývojovým riešením pre tepelný manažment vozidiel s novou energiou.
4) Chladenie tepelnou trubicou: Tepelná trubica je zariadenie založené na prenose tepla fázovou zmenou. Tepelná trubica je utesnená nádoba alebo utesnená rúrka naplnená nasýteným pracovným médiom/kvapalinou (voda, etylénglykol alebo acetón atď.). Jedna časť tepelnej trubice je odparovacia a druhá časť kondenzačná. Dokáže nielen absorbovať teplo z batérie, ale aj ju ohrievať. V súčasnosti je to najideálnejší systém tepelného manažmentu batérie. Stále je však v štádiu výskumu.
5) Priame chladenie chladivom: priame chladenie je spôsob, ako využiť princíp chladiva R134a a iných chladív na odparovanie a absorpciu tepla a nainštalovať výparník klimatizačného systému do batériovej skrinky na rýchle ochladenie batériovej skrinky. Systém priameho chladenia má vysokú chladiacu účinnosť a veľký chladiaci výkon.
Čas uverejnenia: 29. apríla 2024
