Akumulatora siltuma pārvaldības sistēma (BTMS)
Akumulatora siltuma pārvaldības sistēma (BTMS) ir viena no elektriskā transportlīdzekļa pamatsistēmām, kas tieši ietekmē visa transportlīdzekļa drošību, veiktspēju un kalpošanas laiku.
I. Kāpēc akumulatoriem nepieciešama siltuma pārvaldība
Jaudas akumulatoru, īpaši litija{0}}jonu akumulatoru veiktspēja, kalpošanas laiks un drošība ir ļoti atkarīga no darba temperatūras.
Optimāls darbības diapazons
Ideālais darba temperatūras diapazons akumulatoriem parasti ir no 15 grādiem līdz 40 grādiem, un optimālais diapazons ir aptuveni no 20 grādiem līdz 35 grādiem.
Augstas temperatūras apdraudējumi
Pārāk augsta temperatūra (piemēram, virs 60 grādiem) paātrina akumulatora jaudas samazināšanos, palielina iekšējo pretestību un ārkārtējos gadījumos var izraisīt termisku aizbēgšanu, izraisot ugunsgrēku un sprādzienu.
Zemas temperatūras apdraudējumi
Pārāk zema temperatūra samazina iekšējo ķīmisko reakciju ātrumu akumulatorā, kā rezultātā krasi samazinās jauda un jauda, rodas uzlādes grūtības un, iespējams, litija nogulsnēšanās, kas sabojā akumulatoru.
Temperatūras starpības apdraudējumi
Nevienmērīgs temperatūras sadalījums (pārmērīga temperatūras starpība) starp elementiem vai moduļiem akumulatora blokā izraisa nevienmērīgu veiktspēju, paātrina visa akumulatora novecošanos un ierobežo tā izmantojamo jaudu.
Tāpēc efektīvas siltuma pārvaldības sistēmas mērķis ir uzturēt akumulatora temperatūru tā optimālajā logā un samazināt maksimālo temperatūras starpību akumulatora komplektā (ideālā gadījumā mazāku vai vienādu ar 3 grādiem).
II. Kā darbojas siltuma sistēma
Šķidruma siltuma vadības sistēma izmanto cirkulējošo dzesēšanas šķidrumu kā līdzekli, lai izkliedētu siltumu vai uzsildītu akumulatoru.
Dzesēšanas funkcija
Siltuma absorbcija: Dzesēšanas šķidrums, ko darbina elektriskais sūknis, plūst caur šķidruma dzesēšanas plāksnēm akumulatora blokā (parasti saskaroties ar akumulatora moduļiem), absorbējot akumulatora radīto siltumu.
Siltuma izkliede: augstas -temperatūras dzesēšanas šķidrums, absorbējot siltumu, tiek sūknēts uz priekšējo radiatoru (gaisa-dzesēts) vai apmainās ar siltumu ar transportlīdzekļa gaisa kondicionēšanas sistēmu (izmantojot chiillery siltummaini), izkliedējot siltumu ārējā gaisā.
Cirkulācija: Atdzesētais dzesēšanas šķidrums ieplūst atpakaļ akumulatorā, sākot nākamo ciklu.
Apkures funkcija
Ja akumulatora temperatūra ir pārāk zema, sistēma var sildīt dzesēšanas šķidrumu, izmantojot PTC sildītāju (pozitīvā temperatūras koeficienta termistoru).
Uzsildītais dzesēšanas šķidrums plūst caur šķidruma dzesēšanas plāksnēm, kas darbojas kā "karstā ūdens pudele", lai sildītu akumulatoru.
Dažas uzlabotas sistēmas var izmantot arī elektriskās piedziņas sistēmas radīto atkritumu siltumu, atgūstot to caur plākšņu siltummaiņiem akumulatora sildīšanai, tādējādi uzlabojot energoefektivitāti.
III. Sistēmas galvenās sastāvdaļas
Tipiska šķidruma siltuma vadības sistēma galvenokārt sastāv no šādiem komponentiem:
Šķidruma dzesēšanas plāksne: serdes siltuma apmaiņas komponents, kas ir tiešā saskarē ar akumulatora moduli, parasti izgatavots no alumīnija ar iekšējo plūsmas kanālu. Tās konstrukcijai ir jāsabalansē siltuma izkliedes jauda, uzticamība un vieglums.
Dzesēšanas šķidrums: nepieciešama augsta siltumvadītspēja, izolācija (lai novērstu īssavienojumus), zema viskozitāte, plašs darba temperatūras diapazons un laba materiālu savietojamība. Parasti tiek izmantoti etilēnglikola{1}ūdens maisījumi (attiecība tiek pielāgota atbilstoši antifrīzu prasībām), lai gan dažreiz tiek izmantoti arī tīri organiskie spirti un citi dielektriskie šķidrumi.
Elektriskais sūknis: nodrošina jaudu dzesēšanas šķidruma cirkulācijai. Tā ātrumu bieži var regulēt, lai nodrošinātu piegādi pēc-pieprasījuma un samazinātu enerģijas patēriņu.
Siltummainis (Dzesētājs): siltummainis, kas savieno dzesēšanas šķidruma kontūru un gaisa kondicionēšanas dzesēšanas kontūru, ko izmanto dzesēšanas uzlabošanai.
Radiators: atrodas transportlīdzekļa priekšpusē un izkliedē siltumu no dzesēšanas šķidruma caur gaisa plūsmu.
Plākšņu siltummainis: izmanto siltuma apmaiņai starp dažādām ķēdēm, piemēram, siltuma atgūšanai.
PTC sildītājs: ierīce, kas silda dzesēšanas šķidrumu, kad ir nepieciešama apkure.
Vārsta korpuss (piemēram, trīsceļu vārsts, solenoīda vārsts): kontrolē dzesēšanas šķidruma plūsmas virzienu, ļaujot pārslēgties starp dažādiem režīmiem (piemēram, pārslēgties starp dzesēšanas un sildīšanas režīmiem vai starp dažādiem siltuma avotiem).
Rezervuārs: kompensē dzesēšanas šķidruma izplešanos un saraušanos temperatūras izmaiņu dēļ, kā arī atvieglo piepildīšanu un atgaisošanu.
Sensori un vadības bloks: Temperatūras sensori reāllaikā uzrauga akumulatora un dzesēšanas šķidruma temperatūru. Akumulatora pārvaldības sistēmas (BMS) siltuma pārvaldības kontrolieris ir smadzenes, kas, izmantojot algoritmus, saprātīgi kontrolē izpildmehānismu, piemēram, sūkņu, PTC sildītāju, vārstu un gaisa kondicionēšanas kompresoru darbību, pamatojoties uz temperatūras signāliem un transportlīdzekļa statusu.
