Siltuma vadības tehnoloģija
Akumulatora siltuma vadība
Akumulatora siltuma vadība ir galvenā elektrisko transportlīdzekļu siltuma vadības sistēmas sastāvdaļa. Tās galvenais mērķis ir nodrošināt, ka akumulators uztur piemērotu darba temperatūru dažādos darbības apstākļos, lai nodrošinātu akumulatora veiktspēju, drošību un kalpošanas laiku. Akumulatora siltuma vadība galvenokārt ietver divus aspektus: siltuma izkliedi un sildīšanu. Tālāk tiks aplūkoti dažādi tehniskie ceļi šo divu funkciju sasniegšanai.
1.Akumulatora siltuma izkliede
1) Gaisa dzesēšana. Gaisa dzesēšana ir salīdzinoši vienkārša un lēta siltuma izkliedes metode. Tas noņem akumulatora radīto siltumu, izmantojot dabisko konvekciju vai uzstādot ventilatoru, lai piespiestu gaisa plūsmu. Gaisa dzesēšanas sistēma galvenokārt balstās uz siltuma izlietni uz akumulatora bloka virsmas siltuma apmaiņai, kas ir piemērota scenārijiem ar zema jaudas blīvuma prasībām vai mērenu apkārtējās vides temperatūru. Tomēr gaisa mazās īpatnējās siltumietilpības dēļ siltuma apmaiņas efektivitāte ir salīdzinoši ierobežota, un lielas jaudas un liela enerģijas blīvuma akumulatoru ātra dzesēšanas spēja ir vāja.
2) Šķidruma dzesēšana. Šķidruma dzesēšanas šķīdumā kā siltumnesējs tiek izmantots dzesēšanas šķidrums (piemēram, ūdens, etilēnglikola šķīdums utt.), kas ir tiešā saskarē ar akumulatoru caur cirkulācijas cauruli, lai panāktu efektīvu siltuma vadīšanu. Šķidruma dzesēšanas sistēma var precīzi kontrolēt akumulatora temperatūru, īpaši augstas veiktspējas elektriskajiem transportlīdzekļiem. Efektīvi novēršot akumulatora pārkaršanu, tas nodrošina vienmērīgu akumulatora temperatūras sadalījumu, tādējādi uzlabojot akumulatora darbības laiku un kopējo veiktspēju. Tomēr šķidruma dzesēšanai ir daži ierobežojumi. Šķidruma dzesēšanas sistēma ir sarežģītāka, pastāv šķidruma noplūdes risks, ir noteiktas prasības materiāla izturībai pret koroziju, un tiek palielinātas uzturēšanas izmaksas.
3) Fāzes maiņas materiāla (PCM) siltuma izkliedēšana. Fāzes maiņas materiāli var absorbēt lielu latenta siltuma daudzumu cietās-šķidruma fāzes pārejas procesā, tādējādi panākot labu siltuma izkliedes efektu. Lietojot akumulatora siltuma pārvaldību, PCM var aptīt ap akumulatoru vai iestrādāt akumulatora modulī, lai absorbētu siltumu, kad akumulatora temperatūra paaugstinās, tādējādi spēlējot lomu lēnā siltuma izdalīšanā. PCM siltuma izkliedes priekšrocība ir tās nemainīgās temperatūras raksturlielumi, kas neļauj akumulatora temperatūrai pēkšņi paaugstināties, taču arī trūkumi ir salīdzinoši acīmredzami. Tā siltumvadītspēja ir salīdzinoši slikta, reakcijas ātrums ir lēns un materiālu izmaksas ir augstas.
4) Siltuma caurules siltuma izkliedēšana. Siltuma caurules var nodot siltumu, izmantojot darba šķidruma fāzes maiņas procesu bez ārējas enerģijas ievades, lai panāktu efektīvu siltumvadītspēju. Akumulatora siltuma pārvaldības lietojumos siltuma caurules var ātri pārnest siltumu no vietējiem karstajiem punktiem un uzlabot visa akumulatora bloka temperatūras konsekvenci. Siltuma caurulēm ir augsta siltuma pārneses efektivitāte, mazs izmērs un viegls svars, taču to struktūra ir sarežģīta, ražošanas izmaksas ir salīdzinoši augstas, un uzmanība jāpievērš piemērota kondensācijas gala projektēšanai, lai nodrošinātu siltuma izkliedes efektivitāti.
5) Tiešā dzesēšanas siltuma izkliede. Tiešā dzesēšana galvenokārt attiecas uz dzesēšanas vidi (parasti šķidrumu), kas plūst tieši caur akumulatora moduli vai akumulatora elementu, lai efektīvi kontrolētu akumulatora darbības temperatūru. Šis dizains ļauj akumulatora virsmai ātri izkliedēt siltumu, kas ir īpaši piemērots augstas temperatūras un liela jaudas pieprasījuma gadījumiem. Tomēr tiešai dzesēšanai ir ļoti augstas prasības blīvēšanai, un, ja dzesēšanas šķidrums noplūst, tas var radīt nopietnus drošības apdraudējumus.
2. Akumulatora apkure
1) PTC apkure. Pozitīvā temperatūras koeficienta (PTC) sildītājs ir balstīts uz pozitīvā temperatūras koeficienta efektu, tas ir, pretestība palielinās līdz ar temperatūras paaugstināšanos. Tāpēc tas var nodrošināt stabilu siltuma atdevi zemas temperatūras vidē, vienlaikus automātiski ierobežojot savu temperatūru no pārāk augstas. PTC apkure tiek plaši izmantota elektriskajos transportlīdzekļos komforta nodrošināšanai, piemēram, sēdekļu apsilde un transportlīdzekļa gaisa kondicionēšanas sistēmas papildu apsilde. Pateicoties tā pašregulējošajām īpašībām, tas var nodrošināt stabilu un efektīvu sildīšanas efektu, vienlaikus izvairoties no pārkaršanas izraisītām problēmām. Tā ir efektīva apkures tehnoloģija. Tomēr PTC apkure ir elektriskā apkure, kas palielinās elektrisko transportlīdzekļu kopējo enerģijas patēriņu un samazinās braukšanas attālumu.
2) Siltumsūkņa apkure. Siltumsūkņa gaisa kondicionēšanas sistēma absorbē zemas temperatūras siltumu no ārējās vides, izmantojot apgriezto Carnot ciklu, un pārnes to uz akumulatoru un salonu, saspiežot un izdalot siltumu. Salīdzinot ar tradicionālajām PTC apkures metodēm, siltumsūkņi ir energoefektīvāki zemas temperatūras vidē un palīdz uzturēt transportlīdzekļa veiktspēju. Tomēr siltumsūkņu sistēmu projektēšana un darbība ir sarežģītāka, jo īpaši ārkārtīgi zemas temperatūras apstākļos, kad to veiktspēja samazināsies. Šī iemesla dēļ dažos pētījumos ir ierosinātas novatoriskas tehnoloģijas, piemēram, gaisa iesmidzināšana un divu avotu siltumsūkņi, lai optimizētu siltumsūkņa veiktspēju zemā apkārtējās vides temperatūrā.
