แบตเตอรี่เป็นแหล่งพลังงานหลักของรถยนต์พลังงานใหม่ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อรถยนต์พลังงานใหม่ ในระหว่างการใช้งานจริง แบตเตอรี่จะต้องเผชิญกับสภาวะการทำงานที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงได้
ที่อุณหภูมิต่ำ ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเพิ่มขึ้น และความจุจะลดลง ในกรณีที่รุนแรง สารละลายอิเล็กโทรไลต์อาจแข็งตัวและแบตเตอรี่จะไม่สามารถใช้งานได้ ประสิทธิภาพของระบบแบตเตอรี่ที่อุณหภูมิต่ำจะได้รับผลกระทบอย่างมาก ส่งผลให้กำลังไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้าลดลงและระยะทางการวิ่งลดลง เมื่อชาร์จรถยนต์พลังงานใหม่ในสภาวะอุณหภูมิต่ำ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ทั่วไปจะให้ความร้อนแก่แบตเตอรี่จนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมก่อนทำการชาร์จ หากไม่ดำเนินการอย่างถูกต้อง จะทำให้เกิดการชาร์จเกินแรงดันไฟฟ้าในทันที ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรภายใน และอาจเกิดควัน ไฟ หรือแม้กระทั่งการระเบิดได้
หากระบบควบคุมการชาร์จทำงานผิดปกติในอุณหภูมิสูง อาจทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีรุนแรงภายในแบตเตอรี่และสร้างความร้อนสูงมาก หากความร้อนสะสมภายในแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วโดยไม่มีเวลาระบายออก แบตเตอรี่อาจรั่ว ปล่อยก๊าซ หรือเกิดควัน เป็นต้น ในกรณีร้ายแรง แบตเตอรี่อาจลุกไหม้อย่างรุนแรงและระเบิดได้
ระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ (Battery Thermal Management System, BTMS) เป็นหน้าที่หลักของระบบจัดการแบตเตอรี่ การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฟังก์ชันการระบายความร้อน การทำความร้อน และการปรับสมดุลอุณหภูมิ ฟังก์ชันการระบายความร้อนและการทำความร้อนจะปรับเพื่อรับมือกับผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากอุณหภูมิแวดล้อมภายนอก การปรับสมดุลอุณหภูมิใช้เพื่อลดความแตกต่างของอุณหภูมิภายในชุดแบตเตอรี่และป้องกันการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปในบางส่วนของแบตเตอรี่ ระบบควบคุมแบบวงปิดประกอบด้วยตัวนำความร้อน หน่วยวัดและควบคุม และอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิ เพื่อให้แบตเตอรี่สามารถทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อรักษาสภาพการใช้งานที่ดีที่สุดและรับประกันประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของระบบแบตเตอรี่
1. รูปแบบการพัฒนาโมเดล "V" ของระบบจัดการความร้อน
ระบบจัดการความร้อนซึ่งเป็นส่วนประกอบหนึ่งของระบบแบตเตอรี่กำลังสูง ได้รับการพัฒนาตามแบบจำลองการพัฒนา "V" ของอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยใช้เครื่องมือจำลองและการทดสอบตรวจสอบจำนวนมาก เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการพัฒนา ลดต้นทุนการพัฒนา และรับประกันความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย และอายุการใช้งานที่ยาวนาน
ต่อไปนี้คือแบบจำลอง "V" ของการพัฒนาระบบการจัดการความร้อน โดยทั่วไปแล้ว แบบจำลองนี้ประกอบด้วยสองแกน คือ แกนแนวนอนและแกนแนวตั้ง: แกนแนวนอนประกอบด้วยสายการพัฒนาไปข้างหน้าหลักสี่สายและสายการตรวจสอบย้อนกลับหลักหนึ่งสาย โดยสายการพัฒนาไปข้างหน้าหลักนั้นคำนึงถึงการตรวจสอบแบบวงปิดย้อนกลับด้วย ส่วนแกนแนวตั้งประกอบด้วยสามระดับ ได้แก่ ส่วนประกอบ ระบบย่อย และระบบ
อุณหภูมิของแบตเตอรี่ส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยของแบตเตอรี่ ดังนั้นการออกแบบและวิจัยระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จึงเป็นหนึ่งในงานที่สำคัญที่สุดในการออกแบบระบบแบตเตอรี่ การออกแบบและการตรวจสอบระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ต้องดำเนินการอย่างเคร่งครัดตามกระบวนการออกแบบระบบจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ ประเภทของระบบจัดการความร้อนและส่วนประกอบ การเลือกส่วนประกอบของระบบจัดการความร้อน และการประเมินประสิทธิภาพของระบบจัดการความร้อน เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและความปลอดภัยของแบตเตอรี่
1. ข้อกำหนดของระบบจัดการความร้อน โดยพิจารณาจากพารามิเตอร์นำเข้าในการออกแบบ เช่น สภาพแวดล้อมการใช้งานของยานพาหนะ สภาวะการทำงานของยานพาหนะ และช่วงอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ ให้ทำการวิเคราะห์ความต้องการเพื่อชี้แจงข้อกำหนดของระบบแบตเตอรี่สำหรับระบบจัดการความร้อน จากนั้นจึงกำหนดหน้าที่ของระบบจัดการความร้อนและเป้าหมายการออกแบบของระบบตามการวิเคราะห์ความต้องการ เป้าหมายการออกแบบเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิของเซลล์แบตเตอรี่ ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์แบตเตอรี่ การใช้พลังงานของระบบ และต้นทุน
2. กรอบระบบการจัดการความร้อน ตามข้อกำหนดของระบบ ระบบจะถูกแบ่งออกเป็นระบบย่อยทำความเย็น ระบบย่อยทำความร้อน ระบบย่อยฉนวนกันความร้อน และระบบย่อยป้องกันความร้อนสูงเกิน (TRo) และกำหนดข้อกำหนดการออกแบบของแต่ละระบบย่อย ในขณะเดียวกันก็ดำเนินการวิเคราะห์จำลองเพื่อตรวจสอบการออกแบบระบบในเบื้องต้น เช่นเครื่องทำความเย็น PTC, เครื่องทำความร้อนอากาศ PTC, ปั๊มน้ำไฟฟ้าเป็นต้น
3. การออกแบบระบบย่อย ขั้นแรกให้กำหนดเป้าหมายการออกแบบของแต่ละระบบย่อยตามการออกแบบระบบ จากนั้นจึงดำเนินการเลือกวิธีการ ออกแบบโครงร่าง ออกแบบรายละเอียด และวิเคราะห์และตรวจสอบการจำลองสำหรับแต่ละระบบย่อยตามลำดับ
4. การออกแบบชิ้นส่วน ขั้นแรกให้กำหนดวัตถุประสงค์การออกแบบของชิ้นส่วนตามการออกแบบระบบย่อย จากนั้นจึงดำเนินการออกแบบโดยละเอียดและการวิเคราะห์จำลอง
5. การผลิตและการทดสอบชิ้นส่วน การผลิตชิ้นส่วน และการทดสอบและการตรวจสอบ
6. การบูรณาการและการตรวจสอบระบบย่อย สำหรับการบูรณาการระบบย่อยและการตรวจสอบการทดสอบ
7. การบูรณาการและการทดสอบระบบ การตรวจสอบการบูรณาการและการทดสอบระบบ
วันที่โพสต์: 2 มิถุนายน 2566
