التحديات في الإدارة الحرارية لبطارية السيارات الكهربائية

مع تقدم التكنولوجيا وتطورها ، تتيح لنا تقنيات الإدارة الحرارية الحالية استخدام الطاقة الحرارية في المركبات الكهربائية والتحكم فيها بشكل أكثر كفاءة.تم تحسين إدارة درجة الحرارة بين المكونات مثل البطارية ونظام HVAC (التدفئة والتهوية وتكييف الهواء) والمحرك الكهربائي والعاكس.يتم ذلك باستخدام ما يسمى بنظام إدارة البطارية الحرارية (BTMS).

اليوم ، يتم تبريد معظم البطاريات باستخدام التبريد السائل ، أي باستخدام a لوحة البطارية السائلة الباردة، لأن السائل طبق بارد يسمح بتحكم أفضل في درجة الحرارة.السوائل موصلة للحرارة أفضل من الهواء - أفضل بمئات المرات ، على وجه الدقة - مما يساعد في إدارة درجة الحرارة.

نظرًا لأن إنتاج البطاريات كان أكثر تكلفة بكثير في بداية ثورة المركبات الكهربائية ، فقد بذل المصنعون كل ما في وسعهم لتقليل تكاليف الإنتاج ، مما يجعل تبريد الهواء السلبي أكثر جاذبية.ولكن على مدار العقد الماضي ، انخفضت تكاليف البطارية ، وأصبح الشحن السريع شائعًا بشكل متزايد مع متطلبات التبريد العالية.نتيجة لذلك ، أصبحت تقنية التبريد الهوائي السلبي أقل شيوعًا.

لماذا تحتاج بطاريات المركبات الكهربائية إلى التبريد

بطاريات EV لها نطاق تشغيل محدد وهو أمر بالغ الأهمية لعمر البطارية والأداء.وهي مصممة للعمل في درجات حرارة محيطة تتراوح بين 68 درجة فهرنهايت و 77 درجة فهرنهايت (20 درجة مئوية و 25 درجة مئوية).يمكن أن يؤدي التحكم الأفضل في درجة حرارة البطارية إلى تحسين أدائها وعمرها.

أثناء التشغيل ، يمكنهم تحمل درجات حرارة تتراوح بين -22 درجة فهرنهايت و 140 درجة فهرنهايت (-30 درجة مئوية و 50 درجة مئوية).

أثناء الشحن ، يمكنهم تحمل درجات حرارة تتراوح بين 32 درجة فهرنهايت و 122 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية و 50 درجة مئوية).

تولد البطاريات حرارة أثناء التشغيل ، لذا يجب أن تكون ضمن نطاق التشغيل.في درجات الحرارة المرتفعة (بين 158 درجة فهرنهايت و 212 درجة فهرنهايت ، أو بين 70 درجة مئوية و 100 درجة مئوية) ، يمكن أن يحدث هروب حراري ، مما يؤدي إلى سلسلة من التفاعلات التي تدمر مجموعة البطارية.

أثناء الشحن السريع ، يجب تبريد البطارية.وذلك لأن التيار العالي الذي يدخل البطارية يولد حرارة زائدة يجب إزالتها للحفاظ على معدل شحن مرتفع وعدم زيادة سخونة البطارية.

تحتاج أيضًا في بعض الأحيان إلى التسخين أو تحسين الأداء عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا.على سبيل المثال ، لا يمكن شحن البطاريات في درجات حرارة أقل من 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية).أو ، تقدم شركات مثل Tesla تسخينًا مسبقًا للبطارية في بعض الطرز لتحقيق أداء عالٍ ، يتسارع من 0 ميل في الساعة إلى 60 ميلاً في الساعة في أقل من ثانيتين.

تحديات الإدارة الحرارية

أكثر تحديات الإدارة الحرارية شيوعًا لبطاريات السيارات الكهربائية هي التسرب والتآكل والانسداد والعوامل الجوية والشيخوخة.كما سترى ، تمثل أنظمة التبريد السائل تحديات لا توجد في أنظمة تبريد الهواء.

تحدث التسريبات فقط في أنظمة التبريد بالسائل ، وتكون وصلات الأنابيب الخاصة بها خطر التسريب مع تقدم عمر البطاريات.ستؤدي أي تسريبات إلى تدهور أداء البطارية وعمرها بسرعة.يمكن أن تتسبب حتى في توقف EV عن العمل إذا أدت الرطوبة إلى تآكل العزل الكهربائي للبطارية.يجب أن تظل وحدات البطارية والتوصيلات البينية والمضخات والصمامات سليمة.

يمكن أن يحدث التآكل فقط في أنظمة التبريد بالسائل ، التي تتآكل ألواحها الباردة مع تقدم عمر الجليكول السائل.لذلك ، يجب استبدال المبرد كجزء من صيانة السيارة.

يعد الانسداد محفوفًا بالمخاطر في مئات الممرات الصغيرة حيث يتدفق السائل عبر البطارية.

يفرض المناخ العالمي تحديات حرارية مختلفة على البطاريات.تشمل الأمثلة ترك السيارة في الشمس الحارقة لفترات طويلة أو العيش في أماكن ذات درجات حرارة شتاء ضحلة.يجب أن تكون البطاريات دائمًا قادرة على تحمل مجموعة كبيرة من درجات الحرارة.يجب تنشيط نظام تبريد البطارية حتى عندما لا تكون السيارة قيد الاستخدام.

الشيخوخة تؤدي إلى مشاكل الإدارة الحرارية التي يجب التخطيط لها.مع تقدم عمر البطارية ، تُفقد معظم الطاقة على شكل حرارة.يجب بناء أنظمة الإدارة الحرارية لهذه الظروف القاسية التي تحدث لاحقًا في عمر البطارية ، وليس فقط للظروف النموذجية في السنوات القليلة الأولى.

السيارات الكهربائية هي اتجاه في المستقبل ، ومع تطور تكنولوجيا السيارات الكهربائية ، ستستمر التحديات الجديدة في الظهور للإدارة الحرارية لبطارياتها ومكوناتها الأخرى.كمزود محترف لـ حلول تبريد للسيارات الكهربائية، ستواكب Winshare السوق وتزود العملاء بأكثر الحلول الحرارية للألواح الباردة تقدمًا وفعالية.