تحسين نظام الإدارة الحرارية لبطارية السيارة الكهربائية في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة

مع استمرار زيادة حصة السيارات الكهربائية في السوق، تقوم شركات صناعة السيارات بتحويل تركيزها على البحث والتطوير تدريجيًا إلى بطاريات الطاقة والتحكم الذكي.نظرًا للخصائص الكيميائية لبطارية الطاقة، سيكون لدرجة الحرارة تأثير أكبر على أداء الشحن والتفريغ وسلامة بطارية الطاقة.ولذلك، في تطوير السيارات الكهربائية، فإن تصميم نظام الإدارة الحرارية للبطارية له أولوية أعلى.استنادًا إلى هيكل نظام الإدارة الحرارية لبطارية السيارة الكهربائية السائد، جنبًا إلى جنب مع تقنية نظام المضخة الحرارية ذات الصمامات الثمانية من Tesla، يتم تحليل مبدأ عمل بطارية الطاقة ومزايا وعيوب نظام الإدارة الحرارية.توجد مشكلات مثل فقدان طاقة السيارة الباردة، وقصر نطاق الرحلة، وانخفاض طاقة الشحن، ويُقترح مخطط تحسين لنظام الإدارة الحرارية لبطارية الطاقة.

ونظرًا لعدم استدامة مصادر الطاقة التقليدية وزيادة التلوث البيئي، قامت الحكومات وشركات تصنيع السيارات في مختلف البلدان بتسريع التحول إلى مركبات الطاقة الجديدة، مع التركيز على تعزيز تطوير السيارات الكهربائية التي تعمل بشكل أساسي بالكهرباء النقية.مع استمرار زيادة الحصة السوقية للسيارات الكهربائية، أصبحت بطاريات الطاقة والتحكم الذكي اتجاه التطور التكنولوجي للسيارات الكهربائية.ولم يتم العثور على حل أفضل.تختلف السيارات الكهربائية عن مركبات البنزين التقليدية، حيث لا يمكنها استخدام الحرارة المهدرة لتدفئة المقصورة ومجموعة البطارية.لذلك، في السيارات الكهربائية، يجب إكمال جميع أنشطة التدفئة من خلال مصادر التدفئة والطاقة.ولذلك، فإن كيفية تحسين الاستفادة من الطاقة المتبقية في السيارة تصبح مشكلة كهربائية رئيسية في أنظمة الإدارة الحرارية للسيارات.

النظام الإدارة الحرارية للسيارات الكهربائيةينظم درجة حرارة أجزاء مختلفة من السيارة عن طريق إدارة تدفق الحرارة، بما في ذلك التحكم في درجة حرارة محرك السيارة والبطارية وقمرة القيادة.يحتاج نظام البطارية وقمرة القيادة إلى مراعاة تعديل اتجاهين للبرودة والحرارة، بينما يحتاج نظام المحرك فقط إلى مراعاة تبديد الحرارة.كانت معظم أنظمة الإدارة الحرارية المبكرة للسيارات الكهربائية عبارة عن أنظمة لتبديد الحرارة يتم تبريدها بالهواء.هذا النوع من نظام الإدارة الحرارية اتخذ تعديل درجة حرارة قمرة القيادة كهدف تصميمي رئيسي للنظام، ونادرا ما اعتبر التحكم في درجة حرارة المحرك والبطارية، مما يؤدي إلى إهدار طاقة النظام الكهربائي الثلاثي أثناء التشغيل.الحرارة المتولدة. مع زيادة قوة المحرك والبطارية، لم يعد نظام تبديد الحرارة المبرد بالهواء قادرًا على تلبية احتياجات الإدارة الحرارية الأساسية للمركبة، وقد دخل نظام الإدارة الحرارية عصر التبريد السائل.لا يعمل نظام التبريد السائل على تحسين كفاءة تبديد الحرارة فحسب، بل يزيد أيضًا من نظام عزل البطارية.من خلال التحكم في جسم الصمام، لا يستطيع نظام التبريد السائل التحكم بشكل فعال في اتجاه الحرارة فحسب، بل يمكنه أيضًا الاستفادة الكاملة من الطاقة داخل السيارة.

يتم تقسيم تسخين البطارية وقمرة القيادة بشكل أساسي إلى ثلاث طرق للتدفئة: تسخين الثرمستور بمعامل درجة الحرارة (PTC)، وتسخين فيلم التسخين الكهربائي، وتسخين المضخة الحرارية.بسبب الخصائص الكيميائية لبطارية الطاقة في السيارات الكهربائية، ستكون هناك مشاكل مثل فقدان طاقة السيارة الباردة، وقصر نطاق الرحلة، وانخفاض طاقة الشحن في ظروف درجات الحرارة المنخفضة.من أجل ضمان قدرة السيارات الكهربائية على تحقيق ظروف عمل مناسبة في ظل مختلف الظروف القاسية، ولتلبية احتياجات الاستخدام، يحتاج نظام الإدارة الحرارية للبطارية إلى تحسينه وتحسينه لظروف درجات الحرارة المنخفضة.

طريقة تبريد البطارية

وفقًا لوسائط نقل الحرارة المختلفة، يمكن تقسيم نظام الإدارة الحرارية للبطارية إلى ثلاثة أنواع: نظام الإدارة الحرارية لوسط الهواء، ونظام الإدارة الحرارية المتوسطة السائلة ونظام الإدارة الحرارية للمواد المتغيرة الطور، ويمكن تقسيم نظام الإدارة الحرارية لوسط الهواء إلى طبيعي نظام التبريد ونظام تبريد الهواء.هناك نوعان من نظام التبريد.

يحتاج تسخين الثرمستور PTC إلى ترتيب وحدة التسخين الثرمستور PTC والطلاء العازل حول حزمة البطارية.عندما تحتاج مجموعة بطارية السيارة إلى التسخين، يقوم النظام بتنشيط الثرمستور PTC لتوليد الحرارة، ثم ينفخ الهواء عبر PTC من خلال مروحة (سخان سائل التبريد PTC/سخان الهواء بي تي سي).تقوم زعانف التسخين الثرمستور بتسخينها، وأخيراً توجيه الهواء الساخن إلى حزمة البطارية لتوزيعها في الداخل، وبالتالي تسخين البطارية.