การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบการจัดการความร้อนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำ

ในขณะที่ส่วนแบ่งการตลาดของยานพาหนะไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ผู้ผลิตรถยนต์จึงค่อย ๆ เปลี่ยนโฟกัสด้านการวิจัยและพัฒนาไปที่แบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าและการควบคุมอัจฉริยะเนื่องจากคุณลักษณะทางเคมีของแบตเตอรี่จ่ายไฟ อุณหภูมิจะมีผลกระทบมากขึ้นต่อประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุและความปลอดภัยของแบตเตอรี่จ่ายไฟดังนั้นในการพัฒนารถยนต์ไฟฟ้า การออกแบบระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จึงมีลำดับความสำคัญสูงกว่าจากโครงสร้างระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ากระแสหลักที่มีอยู่รวมกับเทคโนโลยีระบบปั๊มความร้อนวาล์วแปดทางของ Tesla หลักการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานและข้อดีและข้อเสียของระบบการจัดการความร้อนได้รับการวิเคราะห์มีปัญหาต่างๆ เช่น การสูญเสียพลังงานของรถเย็น ระยะการล่องเรือสั้น และกำลังการชาร์จลดลง และมีการเสนอแผนการเพิ่มประสิทธิภาพสำหรับระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่พลังงาน

เนื่องจากแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมไม่ยั่งยืนและมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น รัฐบาลและผู้ผลิตรถยนต์ในประเทศต่างๆ จึงเร่งการเปลี่ยนแปลงไปสู่ยานพาหนะพลังงานใหม่ โดยมุ่งเน้นที่การส่งเสริมการพัฒนายานพาหนะไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าบริสุทธิ์เป็นหลักเนื่องจากส่วนแบ่งการตลาดของยานพาหนะไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้น แบตเตอรี่พลังงานและการควบคุมอัจฉริยะจึงกลายเป็นแนวโน้มการพัฒนาทางเทคโนโลยีของยานพาหนะไฟฟ้าไม่พบวิธีแก้ปัญหาที่ดีกว่ายานพาหนะไฟฟ้าแตกต่างจากรถยนต์เบนซินทั่วไปตรงที่ไม่สามารถใช้ความร้อนเหลือทิ้งเพื่อให้ความร้อนแก่ห้องโดยสารและแบตเตอรี่ได้ดังนั้นในยานพาหนะไฟฟ้า กิจกรรมการทำความร้อนทั้งหมดจึงต้องดำเนินการให้เสร็จสิ้นผ่านการทำความร้อนและแหล่งพลังงานดังนั้นวิธีการปรับปรุงการใช้พลังงานที่เหลืออยู่ของยานพาหนะให้กลายเป็นพลังงานไฟฟ้า ปัญหาสำคัญกับระบบการจัดการความร้อนของยานยนต์

ที่ระบบการจัดการความร้อนของรถยนต์ไฟฟ้าควบคุมอุณหภูมิของส่วนต่างๆ ของรถ โดยจัดการการไหลของความร้อน ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงการควบคุมอุณหภูมิของมอเตอร์ แบตเตอรี่ และห้องนักบินระบบแบตเตอรี่และห้องนักบินต้องพิจารณาการปรับความเย็นและความร้อนแบบสองทิศทาง ในขณะที่ระบบมอเตอร์ต้องพิจารณาเฉพาะการกระจายความร้อนเท่านั้นระบบการจัดการความร้อนในยุคแรกของยานพาหนะไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นระบบกระจายความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศระบบการจัดการระบายความร้อนประเภทนี้ใช้การปรับอุณหภูมิห้องนักบินเป็นเป้าหมายการออกแบบหลักของระบบ และไม่ค่อยคำนึงถึงการควบคุมอุณหภูมิของมอเตอร์และแบตเตอรี่ ทำให้สิ้นเปลืองพลังงานของระบบไฟฟ้าสามตัวระหว่างการทำงานความร้อนที่เกิดขึ้น เมื่อกำลังของมอเตอร์และแบตเตอรี่เพิ่มขึ้น ระบบกระจายความร้อนแบบระบายความร้อนด้วยอากาศไม่สามารถตอบสนองความต้องการการจัดการระบายความร้อนขั้นพื้นฐานของรถยนต์ได้อีกต่อไป และระบบการจัดการความร้อนได้เข้าสู่ยุคของการทำความเย็นด้วยของเหลวระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวไม่เพียงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อน แต่ยังเพิ่มระบบฉนวนแบตเตอรี่อีกด้วยด้วยการควบคุมตัววาล์ว ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวไม่เพียงแต่จะสามารถควบคุมทิศทางความร้อนได้อย่างแข็งขันเท่านั้น แต่ยังใช้พลังงานภายในรถได้อย่างเต็มที่อีกด้วย

การทำความร้อนของแบตเตอรี่และห้องนักบินส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสามวิธีในการทำความร้อน: การให้ความร้อนเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ (PTC), การให้ความร้อนด้วยฟิล์มความร้อนไฟฟ้า และการทำความร้อนด้วยปั๊มความร้อนเนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่พลังงานไฟฟ้าของรถยนต์ไฟฟ้าจะเกิดปัญหาต่างๆ เช่น การสูญเสียกำลังของรถเย็น ระยะการวิ่งสั้น และกำลังการชาร์จลดลงภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำเพื่อให้แน่ใจว่ายานพาหนะไฟฟ้าสามารถบรรลุสภาวะการทำงานที่เหมาะสมภายใต้สภาวะที่รุนแรงต่างๆ เพื่อตอบสนองความต้องการในการใช้งาน ระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่จำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงและปรับให้เหมาะสมสำหรับสภาวะอุณหภูมิต่ำ

วิธีการระบายความร้อนของแบตเตอรี่

ตามสื่อการถ่ายเทความร้อนที่แตกต่างกัน ระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: ระบบการจัดการความร้อนกลางอากาศ ระบบการจัดการความร้อนกลางของเหลว และระบบการจัดการความร้อนของวัสดุเปลี่ยนเฟส และระบบการจัดการความร้อนกลางอากาศสามารถแบ่งออกเป็นธรรมชาติ ระบบทำความเย็นและระบบระบายความร้อนด้วยอากาศระบบทำความเย็นมี 2 แบบ

การทำความร้อนเทอร์มิสเตอร์ PTC จำเป็นต้องจัดเตรียมชุดทำความร้อนเทอร์มิสเตอร์ PTC และการเคลือบฉนวนรอบๆ ชุดแบตเตอรี่เมื่อจำเป็นต้องอุ่นชุดแบตเตอรี่รถยนต์ ระบบจะจ่ายพลังงานให้กับเทอร์มิสเตอร์ PTC เพื่อสร้างความร้อน จากนั้นเป่าลมผ่าน PTC ผ่านพัดลม (เครื่องทำความร้อนน้ำหล่อเย็น PTC/เครื่องทำความร้อนอากาศ PTC).ครีบทำความร้อนเทอร์มิสเตอร์จะทำความร้อน และสุดท้ายจะนำอากาศร้อนเข้าไปในชุดแบตเตอรี่เพื่อหมุนเวียนภายใน ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่ร้อนขึ้น