Типы систем терморегулирования аккумуляторов
Различные методы управления температурным режимом аккумуляторной батареи включают разное количество деталей, конструкций и компоновок. Различные типы систем терморегулирования выбираются в зависимости от затрат на разработку автомобиля, его веса и требований к пространству для компоновки. К основным техническим маршрутам относятся следующие пять типов:
1. Тип прямого охлаждения
Система прямого охлаждения, называемая технологией прямого охлаждения батареи, представляет собой встроенный в батарею испаритель охлаждения, который соединен с системой кондиционирования воздуха через трубопровод. Когда батарею необходимо охладить, компрессор используется для подачи сжатого хладагента в испаритель внутри батареи, а затем для отвода тепла внутри батареи для достижения охлаждающего эффекта. Преимущества системы заключаются в компактной конструкции, хорошем охлаждающем эффекте, небольшом количестве деталей (требуется только один входной и один выходной холодильный трубопровод), небольшом весе и т. д. Однако недостатком этой системы является то, что она не может нагревать батарею под В условиях минусовой и низкой температуры конденсированная вода, образующаяся в процессе охлаждения, не защищена, а однородность температуры хладагента трудно контролировать. Холодильная система имеет короткий срок службы и низкую надежность, часто возникают утечки хладагента, недостаточная холодопроизводительность и другие неисправности. Это новейшая технология охлаждения аккумуляторов, имеющая относительно низкую зрелость. Он применялся на рынке в серийных моделях, таких как BYD и Tesla. Это основной технический маршрут будущего, как показано на рисунке 1.
2. Тип радиатора водяного охлаждения.
Контур охлаждения радиатора представляет собой независимый контур, состоящий из радиатора, электронного водяного насоса, нагревателя и т. д., в качестве среды используется антифриз. Антифриз выходит из радиатора, проходит через обогреватель к аккумулятору и, наконец, возвращается в радиатор. Этот метод циркуляции используется для охлаждения и нагрева аккумулятора. Преимущества системы заключаются в простой конструкции, низкой стоимости и энергосбережении в условиях постоянной низкой температуры. Однако система имеет низкую эффективность рассеивания тепла, а летом температура воды высока в условиях высокотемпературного климата, что не может соответствовать условиям использования в высокотемпературной среде, как показано на рисунке 2.
3. Тип прямого и водяного охлаждения.
Эта система интегрирована на основе прямого охлаждения и водяного охлаждения и соединяет систему кондиционирования воздуха и систему водяного охлаждения через охладитель батареи (также называемый теплообменником). Эта система лишена недостатков первых двух методов охлаждения и является одной из наиболее часто используемых систем терморегулирования аккумуляторов. Система имеет больше компонентов, чем первые два, система более сложна, а необходимое пространство для размещения компонентов относительно велико. Нагрузка компрессора во время работы велика, что потребляет много энергии для всего автомобиля и имеет низкую экономичность. Кроме того, при частичном отказе системы кондиционирования потребность в охлаждении аккумулятора не может быть полностью удовлетворена, как показано на рисунке 3.
4. Гибридный тип с водяным охлаждением.
Эта система основана на системе водяного охлаждения с прямым охлаждением и дополнена системой водяного охлаждения с радиатором. Оба расположены в параллельных цепях. Управляя электромагнитным клапаном, используются разные контуры для охлаждения аккумулятора в разных условиях. В условиях низких температур должна работать только система водяного охлаждения радиатора. В условиях высокой температуры переключитесь на систему водяного охлаждения с прямым охлаждением. В тяжелых условиях работы две системы могут работать одновременно, а аккумулятор также может получить максимальную охлаждающую способность, которая может охватывать все условия использования. Эта система охлаждения чрезвычайно сложна и дорогостояща, а также предъявляет высокие требования к компоновочному пространству всего автомобиля. Стратегия управления системой сложна, а стабильность и надежность представляют собой проблему. Эта система также используется в большинстве гибридных моделей PHEV на рынке и имеет отработанную технологию, как показано на рисунке 4.
5. Тип воздушного охлаждения.
Эта система напрямую направляет холодный воздух из салона к аккумулятору через трубу и использует холодный воздух для охлаждения аккумулятора. Преимуществами этой системы являются простая конструкция, контролируемая температура холодного воздуха и низкая стоимость системы. Однако у него есть и недостатки системы прямого охлаждения. Система не имеет функции нагрева, а конденсат, образующийся на поверхности аккумулятора, нелегко высушить, что создает риск эрозии и загрязнения внутренней части аккумулятора. Этот тип метода управления температурным режимом обычно не рекомендуется, см. Рисунок 5.
