Sistema de gestión térmica de la batería eléctrica.
Las baterías eléctricas son una tecnología clave para los vehículos de nueva energía y también son un factor importante para determinar el costo del vehículo y la autonomía. Desde la perspectiva de la controlabilidad de la gestión térmica, el sistema de gestión térmica se puede dividir en gestión térmica activa y pasiva; y desde la perspectiva del medio de transferencia de calor, se puede dividir en refrigeración por aire, refrigeración por líquido y gestión térmica de almacenamiento térmico de cambio de fase. A continuación se presentará en detalle el "sistema de gestión térmica de los tres principales medios de transferencia de calor de las baterías eléctricas".
1. Gestión térmica utilizando el aire como medio de transferencia de calor.
El medio de transferencia de calor afectará en gran medida el rendimiento y el costo del sistema de gestión térmica. El principio de utilizar aire como medio de transferencia de calor es introducir aire directamente y dejarlo fluir a través del módulo de batería para lograr el efecto de disipación de calor. Esto suele requerir componentes como ventiladores y ventilación de entrada y salida. Las fuentes de entrada de aire generalmente incluyen tres formas: enfriamiento/calentamiento pasivo de la ventilación del aire exterior, enfriamiento/calentamiento pasivo de la ventilación del aire de la cabina de pasajeros y enfriamiento/calentamiento activo del aire exterior o de la cabina de pasajeros.
La estructura del sistema pasivo no requiere el establecimiento de un sistema separado y utiliza directamente el entorno existente. Por ejemplo, si la batería se calienta en invierno, se puede aprovechar el aire caliente del habitáculo. Si la temperatura de la batería es demasiado alta mientras el vehículo está en marcha y el efecto de refrigeración del aire del habitáculo no es bueno, se puede aspirar aire frío del exterior para enfriarlo. El sistema activo es relativamente complejo y requiere un sistema separado para proporcionar refrigeración (calefacción) y controlarlo según el estado de la batería. El sistema se puede seleccionar según los requisitos de uso de la batería, pero aumentará el coste del vehículo y el consumo de energía.
2. Gestión térmica con líquido como medio caloportador.
Este sistema de gestión térmica utiliza líquido como medio para la transferencia de calor. Es necesario establecer una conexión de transferencia de calor entre el módulo y el medio líquido, como una camisa de agua, para realizar calentamiento y enfriamiento indirectos en forma de convección y conducción de calor. El medio de transferencia de calor suele ser agua. El etilenglicol también puede sumergir el bloque polar en un líquido dieléctrico para la transferencia directa de calor. Se requieren medidas de aislamiento para evitar cortocircuitos.
La refrigeración líquida pasiva generalmente utiliza el intercambio de calor líquido-aire ambiente y luego introduce el capullo en la batería para el intercambio de calor secundario, mientras que la refrigeración líquida activa alcanza el primer nivel a través de un intercambiador de calor medio líquido-refrigerante del motor o calefacción eléctrica/calentamiento de aceite térmico. La calefacción y la refrigeración primaria se consiguen con un medio refrigerante-líquido del aire/aire acondicionado de la cabina de pasajeros.
El sistema de gestión térmica que utiliza aire y líquido como medio requiere ventiladores, bombas de agua, intercambiadores de calor, calentadores, tuberías y otros accesorios, lo que hace que la estructura sea demasiado grande y complicada. También consume energía de la batería y reduce la energía de la batería. densidad y densidad de energía.
El sistema de refrigeración de la batería enfriado por agua utiliza refrigerante (50 % agua/50 % etilenglicol) para transferir el calor de la batería al sistema de refrigeración del aire acondicionado a través del refrigerador de la batería y al medio ambiente a través del condensador. La batería enfría la temperatura del agua de entrada de la batería. Es fácil alcanzar una temperatura más baja después del intercambio de calor, y la batería se puede ajustar para funcionar dentro de un rango de temperatura de funcionamiento adecuado. Los principales componentes del sistema frigorífico incluyen: condensador, compresor eléctrico, evaporador, válvula de expansión con válvula de corte, enfriador de batería (válvula de expansión con válvula de corte) y tuberías de aire acondicionado, etc.; La ruta del agua de refrigeración incluye: bomba de agua eléctrica, batería (incluida la placa de refrigeración), enfriador de batería, tuberías de agua, tanque de expansión y otros accesorios.
3. Gestión térmica regenerativa de cambio de fase.
El principio del material de cambio de fase PCM para enfriar la batería es: cuando la batería se descarga con alta corriente, el material de cambio de fase absorbe el calor liberado por la batería y su propio cambio de fase hace que la temperatura de la batería baje rápidamente. Este proceso consiste en que el sistema almacena calor en forma de calor de cambio de fase en el material de cambio de fase PCM. Cuando la batería se está cargando, especialmente en condiciones climáticas más frías (la temperatura atmosférica es mucho más baja que la temperatura de cambio de fase PCT), el PCM puede descargar calor al medio ambiente.
El uso de materiales de cambio de fase en sistemas de gestión térmica de baterías tiene la ventaja de no requerir piezas móviles ni consumir energía adicional de la batería. Los materiales de cambio de fase con alto calor latente de cambio de fase y conductividad térmica se utilizan en el sistema de gestión térmica de los paquetes de baterías para absorber eficazmente el calor liberado durante la carga y descarga, reducir el aumento de temperatura de la batería y garantizar que la batería funcione a temperaturas normales. Puede mantener estable el rendimiento de la batería antes y después de un ciclo de alta corriente. El PCM compuesto se fabrica añadiendo sustancias con alta conductividad térmica a la cera de parafina, lo que ayuda a mejorar el rendimiento general del material.
