نظام الإدارة الحرارية لبطارية السيارة الكهربائية (BTMS)

نظرًا لأن السيارات الكهربائية أصبحت اتجاهًا لا يمكن إيقافه نظرًا لانبعاثاتها الصفرية وكفاءتها العالية من الخزان إلى العجلة ، فقد أصبح تحسين أداء البطارية والتكلفة والعمر والسلامة أمرًا مهمًا بشكل متزايد.وتعد أنظمة الإدارة الحرارية للبطارية (BTMS) ضرورية لأداء البطارية ، وهو أمر ضروري للأداء العام لأنظمة توليد القوة في السيارات الكهربائية (EVs) والمركبات الكهربائية الهجينة (HEVs). تتضمن تقنيات BTMS ما يلي:

· أنظمة تبريد الهواء.

· أنظمة التبريد بالسائل.

· أنظمة التبريد المباشر المبرد.

· مادة تغيير الطور (PCM).

· الكهرباء الحرارية.

· تبريد الأنابيب الحرارية.

1. تبريد الهواء والتدفئة

تستخدم أنظمة الهواء الهواء كوسيط حراري.يمكن أن يأتي الهواء الداخل مباشرة من الغلاف الجوي أو المقصورة أو يكون هواءًا مكيفًا بعد تدفئة أو مبخر تكييف الهواء.الأول يسمى نظام الهواء السلبي ، والأخير نشط.يمكن للأنظمة النشطة توفير طاقة تبريد أو تسخين إضافية.يمكن أن توفر الأنظمة السلبية مئات واط من طاقة التبريد أو التدفئة ، بينما تقتصر الأنظمة النشطة على 1 كيلو واط من الطاقة.

تسمى كلتا الحالتين أنظمة الهواء القسري لأنه يتم توفير الهواء بواسطة منفاخ.

2. التبريد والتسخين السائل

التبريد السائل هو نظام تبريد يستخدم فيه الماء كمبرد لتبريد الخلية.والتبريد السائل هو أكثر أنظمة التبريد استخدامًا نظرًا لتصميمه المريح وأداء التبريد الجيد.عادة ما توجد مجموعتان من السوائل المستخدمة في أنظمة الإدارة الحرارية.أحدهما هو سائل عازل (سائل ملامس مباشر) يمكنه الاتصال مباشرة بمونومر البطارية ، مثل الزيت المعدني.الآخر هو السوائل الموصلة (سوائل التلامس غير المباشر) التي يمكن أن تلامس الخلية بشكل غير مباشر فقط ، مثل خليط من جلايكول الإيثيلين والماء.في كلتا المجموعتين ، تُفضل أنظمة الاتصال غير المباشرة لعزل وحدة البطارية بشكل أفضل عن محيطها من أجل أداء أمان أفضل.يمكن أيضًا تقسيم الأنظمة السائلة إلى أنظمة سلبية ونشطة باستخدام أحواض حرارية مختلفة للتبريد.

فيما يتعلق بالتبريد السائل ، كانت Winshare Thermal واحدة من الموردين الرائدين والأكثر احترافًا في العالم لأجهزة صفيحة سائلة باردة، نوع من النحاس ، نوع مقذوف ، نحاس ، و لوحة الألومنيوم الباردة يمكن تخصيص.

3. التبريد والتسخين المباشر للتبريد

مثل نظام السائل النشط ، يتكون نظام التبريد المباشر (DRS) من حلقة A / C ، لكن DRS يستخدم مادة التبريد مباشرة كسائل نقل الحرارة المنتشر عبر الخلية.

4. PCM

تمتص مواد تغيير الطور الحرارة طوال عملية الصهر وتحافظ عليها كحرارة كامنة حتى تصل إلى الحد الأقصى.بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط PCM دائمًا لبعض الوقت ، وتظل درجة الحرارة عند نقطة الانصهار ، ثم تتأخر زيادة درجة الحرارة.لذلك ، يتم استخدام PCM كموصل ومخزن مؤقت في BTMS.بالإضافة إلى ذلك ، يتم دائمًا دمج PCM مع نظام BTMS آخر (على سبيل المثال ، سائل أو مبرد بالهواء) لإدارة درجة حرارة الخلية.

5. وحدة الكهروحرارية

تقوم الوحدة الكهروحرارية بتحويل الجهد إلى اختلاف في درجة الحرارة والعكس صحيح.يتم استخدام التأثير السابق هنا.هذا يعني أنه ينقل الحرارة عبر الوحدة عن طريق استهلاك الكهرباء مباشرة.تم تركيب مروحتين لتحسين نقل الحرارة بالحمل القسري.من خلال الجمع بين نظام الهواء السلبي والوحدة الكهروحرارية ، يمكن للنظام المدمج تبريد البطارية إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة الهواء الداخل.ومع ذلك ، لا تزال الطاقة محدودة بحوالي بضع مئات من واط ، أي أقل من كيلو واط.القضية الرئيسية لهذا التبريد هي سلامة النظام ، والتي يمكن أن تكون مشكلة في حالات الطوارئ.قد تحدث دائرة كهربائية قصيرة بسبب تسرب سائل التبريد على خلية البطارية ، مما يؤدي إلى تعطل السيارة والوفاة.بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون للأنبوب الشعري قطر أدنى للحفاظ على انخفاض ضغط كافٍ وتجنب الانسداد.

6. أنبوب الحرارة

بالإضافة إلى الوحدات الكهروحرارية ، تعتبر الأنابيب الحرارية طريقة أخرى لترقية أنظمة الهواء المنفعلة.الغلاف النحاسي المسطح لأنبوب الحرارة يخضع لتفريغ جزئي.يتكون الهيكل الشعري من مسحوق النحاس الملبد.يستخدم أنبوب الحرارة الماء كسائل عامل.بسبب الضغط الداخلي المنخفض ، يمتص الماء الموجود على جانب المبخر الحرارة ويتحول إلى بخار أقل من 100 درجة مئوية.يشع الماء الموجود على المكثف الحرارة ويتحول إلى سائل مرة أخرى.تتكرر هذه الدورة مرارًا وتكرارًا.