Kaj je sistem za upravljanje toplote baterije?

Kot ena od osrednjih komponent pogonskega sistema električnega gospodarskega vozila je glavna funkcija sklopa pogonskih baterij zagotavljanje energije za pogon električnega tovornjaka.

Temperatura je kritičen dejavnik, ki vpliva na normalno zmogljivost polnjenja in praznjenja ter na doseg pogonske baterije. Izjemno nizke temperature lahko znatno zmanjšajo doseg vozila, medtem ko lahko prekomerna vročina vpliva na hlajenje akumulatorja in celo privede do toplotnega uhajanja ali izgorevanja.

Da bi baterijski sklopi dobro delovali pri različnih temperaturah okolja, jih številni proizvajalci avtomobilov opremljajo s sistemi za upravljanje toplote. Kaj torej počne sistem za upravljanje toplote? Kateri so glavni sistemi za upravljanje toplote v tovornjakih?

Nedvomno sta temperatura akumulatorja med uporabo in temperatura okolja izredno pomembni za čisto električne tovornjake, nekatera težka okolja, kot sta ekstremna vročina ali mraz, pa lahko povzročijo poškodbe akumulatorja, kar posledično zmanjša zmogljivost in servis življenjsko dobo baterije.

Čeprav je večina čistih električnih tovornjakov odpravila tradicionalno zasnovo velike odprte rešetke, ki jo najdemo v običajnih vozilih na gorivo, in jo nadomestila z zaprto zasnovo, električni tovornjaki med delovanjem še vedno proizvajajo toploto iz svojih pogonskih sistemov. Zato še vedno potrebujejo določeno stopnjo hlajenja.

Če se baterija med uporabo pregreje, lahko to negativno vpliva na varnostno delovanje in celotno življenjsko dobo baterije. Poleg tega se lahko pri uporabi električnih tovornjakov pozimi v mrzlih območjih zmogljivost in učinkovitost baterije zmanjšata. Najbolj neposredna posledica je občutno zmanjšanje dosega vozila, pri izjemno nizkih temperaturah pa se lahko električna tovorna vozila polnijo počasno ali celo oteženo.

Zagotovo elektromotor potrebuje tudi hladilni sistem za odvajanje toplote. Trenutno je veliko čisto električnih tovornjakov opremljenih s sinhronimi motorji s trajnimi magneti, ki še vedno potrebujejo hladilni sistem za odvajanje toplote pri velikih obremenitvah, kot je plezanje po pobočjih. Če motor dlje časa deluje pri visokih temperaturah, lahko povzroči razmagnetenje trajnih magnetov motorja, kar povzroči nepopravljivo škodo.

Uporaba sistemov za termično upravljanje akumulatorjev je ena ključnih tehnologij za zagotavljanje normalnega delovanja pogonskih akumulatorjev pri različnih temperaturah in pogojih v električnih vozilih. Omogoča maksimalno izrabo energije baterije za pomoč pri vožnji. Glavni namen teh sistemov je vzdrževati temperaturo baterije v ustreznem območju, kar omogoča, da baterija doseže optimalno delovanje.

Na primer, sistem za upravljanje toplote lahko prilagodi notranjo temperaturo baterije glede na različne temperature okolja in tako zmanjša vpliv zunanje temperature na delovanje baterije. Poleg tega lahko sistem za upravljanje toplote prepreči nastanek lokalnih vročih točk in zmanjša temperaturna nihanja znotraj paketa baterij, kar ublaži škodljive učinke, ki jih povzroči lokalno pregrevanje.

Na trenutnem trgu gospodarskih vozil lahko glavne rešitve toplotnega upravljanja akumulatorjev na splošno razdelimo v dve vrsti: zračno hlajenje in tekočinsko hlajenje. Zračno hlajenje se večinoma uporablja pri majhnih električnih kombijih in lahkih tovornjakih, medtem ko se tekočinsko hlajenje pogosteje uporablja pri težkih električnih tovornjakih in električnih vlačilcih, ki zahtevajo večjo moč.

Zračno hlajenje uporablja naravni pretok zraka za odvajanje toplote iz baterije. Obstaja tudi nadgrajena različica zračnega hlajenja, kjer so elektrodama na obeh koncih baterijskih celic dodani toplotno prevodni materiali. To omogoča prenos toplote skozi prevodne materiale na kovinsko ohišje za učinkovitejše odvajanje toplote. Ta nadgrajen sistem zračnega hlajenja nudi izboljšano splošno učinkovitost odvajanja toplote.

Prednosti zračnega hlajenja so predvsem v njegovi enostavni zgradbi, nizki ceni in odsotnosti morebitnega puščanja tekočine, kar povečuje splošno zanesljivost. 总体来看,对于纯电动小微卡以及Na splošno je za majhne električne kombije in električne lahke tovornjake, ki dajejo prednost cenovnim ugodnostim, toplotno upravljanje zračnega hlajenja očitno primernejša izbira.

Medtem ko tehnologija zračnega hlajenja, ki se opira na zrak kot medij, ponuja nekatere stroškovne prednosti, ima tudi opazne pomanjkljivosti. Njegova učinkovitost hlajenja je razmeroma nizka, skupni učinek hlajenja pa je zmeren, saj se za odvajanje toplote zanaša izključno na zunanji pretok zraka. Učinkovitost hlajenja je omejena, zlasti med razelektritvami velike moči. Poleg tega na hlajenje zraka neposredno vplivajo zunanje temperature, zlasti v izjemno vročih ali hladnih vremenskih razmerah, kar lahko do neke mere vpliva na odvajanje toplote baterije in učinkovitost prenosa.

V primerjavi z električnimi tovornjaki z zračnim hlajenjem za toplotno upravljanje akumulatorja ponuja tekočinsko hlajenje učinkovitejše odvajanje toplote in izolacijo. Načelo tekočinskega hlajenja vključuje kroženje hladilne tekočine v krogu hladilne tekočine znotraj paketa baterij, da odstrani toploto, ki nastane med delovanjem baterije, in tako zagotovi učinkovito odvajanje toplote za baterijo.

Preprosto povedano, tekočinsko hlajenje vključuje razporeditev več cevovodov znotraj baterijskega paketa. Ko je potrebno hlajenje, se v te cevovode črpa hladilna tekočina, toplota, ki jo ustvari baterija, pa se odvaja skozi sistem kroženja vode, s čimer se doseže učinek hlajenja.

Poleg učinkovitejšega odvajanja toplote za baterijski paket nekateri sistemi za toplotno upravljanje s tekočinskim hlajenjem vključujejo tudi zmožnosti ogrevanja baterije. To omogoča, da baterija hitro doseže optimalno delovno temperaturo tudi v mrzlih okoljih. Jasno je, da tekočinsko hlajenje nudi višjo in robustnejšo učinkovitost odvajanja toplote v primerjavi z zračnim hlajenjem. Tudi pri velikih obremenitvah ali močnih izhodih, ko je obremenitev baterije prekomerna, lahko sistem za kroženje vode za hlajenje tekočine takoj ohladi baterijo. Poleg tega tekoče hlajenje zagotavlja enakomernejše odvajanje toplote, zmanjšuje temperaturne razlike med baterijskimi celicami in učinkovito povečuje stabilnost in življenjsko dobo baterijskega paketa.

Rešitve toplotnega upravljanja s tekočinskim hlajenjem lahko učinkoviteje nadzorujejo temperaturo baterije v razumnem obsegu, s čimer dodatno izboljšajo delovno učinkovitost, stabilnost in vzdržljivost baterije. Vendar so električni tovornjaki, opremljeni s tekočinskim hlajenjem, glede nabavnih stroškov opazno dražji od tistih z zračnim hlajenjem. Celotna zasnova je tudi bolj zapletena. Če ima vaše delovno okolje primerne temperature in imate dobre vozne navade, uporaba zračnega hlajenja povsem zadostuje.

Številni proizvajalci zdaj opremljajo baterijske pakete majhnih električnih kombijev in električnih lahkih tovornjakov s funkcijami ogrevanja. Načelo tega je zagotoviti dodatno ogrevanje baterije z električnimi grelnimi elementi, ki zagotavljajo segrevanje baterije in preprečujejo njeno delovanje pri prenizkih temperaturah. To pomaga izboljšati učinkovitost baterije. Funkcija ogrevanja akumulatorja omogoča učinkovitejše delovanje akumulatorja, s čimer poveča doseg vožnje in zmanjša pojav čezmernega poslabšanja delovanja akumulatorja.

Vodi za hlajenje s tekočino so rezervirani, vendar niso priključeni▲

Pri novih energetskih tovornih vozilih je učinkovit sistem upravljanja toplote baterije izjemno pomemben in ima velik vpliv na vozniško izkušnjo.