Важливість транспортних засобів на нових джерелах енергії порівняно з традиційними транспортними засобами головним чином відображається в таких аспектах: по-перше, запобігання тепловому вибуху транспортних засобів на нових джерелах енергії. Причини теплового вибуху включають механічні та електричні причини (екструзія акумулятора внаслідок зіткнення, акупунктура тощо) та електрохімічні причини (перезаряд та перерозряд акумулятора, швидка зарядка, зарядка за низької температури, самоініційоване внутрішнє коротке замикання тощо). Тепловий вибух призведе до займання або навіть вибуху акумулятора, що створює загрозу безпеці пасажирів. По-друге, оптимальна робоча температура акумулятора становить 10-30°C. Точне управління температурою акумулятора може забезпечити термін служби акумулятора та продовжити термін служби акумулятора транспортних засобів на нових джерелах енергії. По-третє, порівняно з транспортними засобами на паливних паливах, транспортні засоби на нових джерелах енергії не мають джерела живлення компресорів кондиціонера та не можуть покладатися на відпрацьоване тепло двигуна для опалення салону, а можуть лише використовувати електричну енергію для регулювання тепла, що значно зменшить запас ходу самого транспортного засобу на нових джерелах енергії. Тому теплове управління транспортними засобами на нових джерелах енергії стало ключем до вирішення обмежень транспортних засобів на нових джерелах енергії.
Попит на терморегуляцію транспортних засобів на нових джерелах енергії значно вищий, ніж на традиційні види палива. Автомобільна терморегуляція полягає в контролі тепла всього транспортного засобу та тепла навколишнього середовища в цілому, підтримці роботи кожного компонента в оптимальному температурному діапазоні та одночасному забезпеченні безпеки та комфорту водіння автомобіля. Система терморегуляції транспортних засобів на нових джерелах енергії включає в себе переважно систему кондиціонування повітря, систему терморегуляції акумулятора.ХВЧ), система електронного керування двигуном. Порівняно з традиційними автомобілями, система теплового керування транспортними засобами на нових джерелах енергії має додані модулі теплового керування акумулятором та електронним керуванням двигуном. Традиційне автомобільне теплове керування включає в себе переважно охолодження двигуна та коробки передач, а також теплове керування системою кондиціонування повітря. Паливні автомобілі використовують холодоагент кондиціонера для охолодження салону, обігріву салону за допомогою відпрацьованого тепла двигуна та охолодження двигуна та коробки передач за допомогою рідинного або повітряного охолодження. Порівняно з традиційними транспортними засобами, основною зміною в транспортних засобах на нових джерелах енергії є джерело живлення. Транспортні засоби на нових джерелах енергії не мають двигунів для забезпечення тепла, а обігрів кондиціонером реалізується за допомогою PTC або теплового насоса для кондиціонування повітря. Транспортні засоби на нових джерелах енергії мають додаткові вимоги до охолодження акумуляторів та електронних систем керування двигуном, тому теплове керування транспортними засобами на нових джерелах енергії є складнішим, ніж у традиційних паливних автомобілях.
Складність теплового управління транспортними засобами на нових джерелах енергії призвела до зростання вартості одного транспортного засобу в системі теплового управління. Вартість одного транспортного засобу в системі теплового управління в 2-3 рази вища, ніж у традиційного автомобіля. Порівняно з традиційними автомобілями, приріст вартості транспортних засобів на нових джерелах енергії в основному відбувається за рахунок рідинного охолодження акумуляторів, кондиціонерів з тепловими насосами,Підігрівачі охолоджувальної рідини PTCтощо.
Рідинне охолодження замінило повітряне охолодження як основну технологію контролю температури, і очікується, що пряме охолодження досягне технологічних проривів.
Чотири поширені методи керування температурою акумулятора - це повітряне охолодження, рідинне охолодження, охолодження матеріалом зі зміною фази та пряме охолодження. Технологія повітряного охолодження здебільшого використовувалася в ранніх моделях, а технологія рідинного охолодження поступово стала мейнстрімом завдяки рівномірному охолодженню рідинного охолодження. Через свою високу вартість технологія рідинного охолодження здебільшого використовується у моделях високого класу, і очікується, що в майбутньому вона опуститься до моделей низького класу.
Повітряне охолодження (Повітряний нагрівач PTC) – це метод охолодження, в якому повітря використовується як теплоносій, і повітря безпосередньо відводить тепло від акумулятора через витяжний вентилятор. Для повітряного охолодження необхідно максимально збільшити відстань між радіаторами та радіаторами між акумуляторами, і можна використовувати послідовні або паралельні канали. Оскільки паралельне з'єднання може забезпечити рівномірне розсіювання тепла, більшість сучасних систем з повітряним охолодженням використовують паралельне з'єднання.
Технологія рідинного охолодження використовує рідинний конвекційний теплообмін для відведення тепла, що генерується акумулятором, та зниження температури акумулятора. Рідке середовище має високий коефіцієнт теплопередачі, велику теплоємність та швидку швидкість охолодження, що суттєво впливає на зниження максимальної температури та покращення стабільності температурного поля акумуляторного блоку. Водночас об'єм системи терморегуляції відносно невеликий. У випадку теплових попередників, рідинне охолодження може спиратися на великий потік охолоджувального середовища, щоб змусити акумуляторний блок розсіювати тепло та перерозподіляти тепло між акумуляторними модулями, що може швидко придушити постійне погіршення теплового витоку та зменшити ризик витоку. Форма системи рідинного охолодження є більш гнучкою: акумуляторні елементи або модулі можуть бути занурені в рідину, між акумуляторними модулями також можуть бути встановлені охолоджувальні канали, або в нижній частині акумулятора може бути використана охолоджувальна пластина. Метод рідинного охолодження має високі вимоги до герметичності системи. Охолодження матеріалу зі зміною фазового стану стосується процесу зміни стану речовини та забезпечення прихованої теплоти матеріалу без зміни температури та фізичних властивостей. Цей процес поглинатиме або вивільнятиме велику кількість прихованої теплоти для охолодження акумулятора. Однак після повного фазового переходу матеріалу, що піддається фазовому переходу, тепло акумулятора не може бути ефективно відведене.
Метод прямого охолодження (пряме охолодження холодоагентом) використовує принцип прихованої теплоти випаровування холодоагентів (R134a тощо) для встановлення системи кондиціонування повітря в транспортному засобі або акумуляторній системі, а випарник системи кондиціонування повітря встановлюється в акумуляторній системі, а холодоагент у випарнику випаровується та швидко й ефективно відводить тепло від акумуляторної системи, щоб завершити охолодження акумуляторної системи.
Час публікації: 25 червня 2024 р.
