การตรวจสอบอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับระบบการจัดการความร้อนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (BTMS)

การตรวจสอบอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับระบบการจัดการความร้อนแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า (BTMS)

คำสำคัญ : EV, HEV, E-mobility, การจัดการความร้อนของแบตเตอรี่, BTMS, ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ, ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว, ระบบทำความเย็นโดยตรง, PCM, ชุดแบตเตอรี่, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, การถ่ายเทความร้อน, การออกแบบชุดแบตเตอรี่, รถยนต์, ช่องอลูมิเนียม, เทคโนโลยีระบายความร้อนแบบพาสซีฟ

เนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้ากลายเป็นเทรนด์ที่ไม่อาจหยุดยั้งได้เนื่องจากการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์และประสิทธิภาพแบบถังต่อล้อในระดับสูง การปรับปรุงประสิทธิภาพ ต้นทุน อายุการใช้งาน และความปลอดภัยของแบตเตอรี่จึงมีความสำคัญมากขึ้น และระบบการจัดการความร้อนของแบตเตอรี่ (BTMS) มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ ซึ่งมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพโดยรวมของระบบส่งกำลังของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) และรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด (HEV) เทคโนโลยี BTMS ได้แก่ ระบบระบายความร้อนด้วยอากาศ ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว ระบบทำความเย็นด้วยสารทำความเย็นโดยตรง ระบบระบายความร้อนด้วยการเปลี่ยนเฟสวัสดุ (PCM) ระบบระบายความร้อนแบบเทอร์โมไฟฟ้า และการระบายความร้อนด้วยท่อความร้อน

1. การระบายความร้อนด้วยอากาศและการทำความร้อน

ระบบอากาศใช้อากาศเป็นตัวกลางความร้อน อากาศเข้าอาจโดยตรงจากบรรยากาศหรือจากห้องโดยสาร และยังสามารถปรับอากาศหลังจากเครื่องทำความร้อนหรือเครื่องระเหยของเครื่องปรับอากาศได้อีกด้วย แบบแรกเรียกว่าระบบอากาศแบบพาสซีฟ และแบบหลังเรียกว่าระบบอากาศแบบแอคทีฟ ระบบที่ใช้งานสามารถให้พลังงานความเย็นหรือความร้อนเพิ่มเติมได้ ระบบพาสซีฟสามารถให้พลังงานความเย็นหรือความร้อนได้หลายร้อยวัตต์ และพลังงานของระบบที่ใช้งานอยู่นั้นจำกัดไว้ที่ 1 กิโลวัตต์

ทั้งสองกรณีนี้เรียกว่าระบบอากาศบังคับ เนื่องจากในทั้งสองกรณีอากาศจะถูกส่งโดยเครื่องเป่าลม

2.การระบายความร้อนด้วยของเหลวและการทำความร้อน

การระบายความร้อนด้วยของเหลวคือระบบระบายความร้อนที่ใช้น้ำเป็นสารหล่อเย็นเพื่อระบายความร้อนให้กับแบตเตอรี่ และการระบายความร้อนด้วยของเหลวเป็นระบบระบายความร้อนที่ใช้กันมากที่สุดเนื่องจากมีการออกแบบที่สะดวกและประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่ดี โดยทั่วไปจะมีของเหลวสองกลุ่มที่ใช้สำหรับระบบการจัดการระบายความร้อน หนึ่งคือของเหลวอิเล็กทริก (ของเหลวสัมผัสโดยตรง) ซึ่งสามารถติดต่อเซลล์แบตเตอรี่ได้โดยตรง เช่น น้ำมันแร่ อีกตัวหนึ่งกำลังนำของเหลว (ของเหลวสัมผัสทางอ้อม) ซึ่งสัมผัสเซลล์แบตเตอรี่ได้ทางอ้อมเท่านั้น เช่น ส่วนผสมของเอทิลีนไกลคอลกับน้ำ ระหว่างสองกลุ่มนี้ ระบบการสัมผัสทางอ้อมเป็นที่ต้องการมากกว่าเพื่อให้สามารถแยกโมดูลแบตเตอรี่กับสภาพแวดล้อมได้ดีขึ้น และส่งผลให้ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยดีขึ้น ด้วยแผงระบายความร้อนที่แตกต่างกันสำหรับระบายความร้อน ระบบของเหลวสามารถแบ่งได้เป็นระบบพาสซีฟหรือระบบแอคทีฟ

ในการทำความเย็นด้วยของเหลว Trumony เป็นหนึ่งในซัพพลายเออร์ชั้นนำระดับโลกและเชี่ยวชาญที่สุดของ เย็นของเหลว แผ่น ประเภทการบัดกรี ประเภทอัดรีด และประเภทแผ่นบอนด์แบบม้วนล้วนมีให้เลือกปรับแต่งได้

3. การทำความเย็นและทำความร้อนด้วยสารทำความเย็นโดยตรง

เช่นเดียวกับระบบของเหลวแบบแอคทีฟ ระบบทำความเย็นโดยตรง (DRS) ประกอบด้วยวงจร A/C แต่ DRS ใช้สารทำความเย็นโดยตรงเป็นของเหลวถ่ายเทความร้อนที่ไหลเวียนผ่านชุดแบตเตอรี่

4. พีซีเอ็ม

วัสดุเปลี่ยนเฟสจะดูดซับความร้อนตลอดกระบวนการหลอมและสงวนไว้เป็นความร้อนแฝงจนกว่าจะถึงค่าสูงสุด นอกจากนี้ PCM จะถูกรวมเข้าด้วยกันเป็นระยะเวลาหนึ่งเสมอ โดยอุณหภูมิจะยังคงอยู่ที่จุดหลอมเหลว จากนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะล่าช้าออกไป ดังนั้นจึงใช้ PCM เป็นตัวนำและบัฟเฟอร์ใน BTMS นอกจากนี้ PCM ยังรวมกับระบบ BTMS อื่นเสมอ (เช่น ของเหลวหรือระบายความร้อนด้วยอากาศ) เพื่อจัดการอุณหภูมิของเซลล์

5. โมดูลเทอร์โมไฟฟ้า

โมดูลเทอร์โมไฟฟ้าสามารถแปลงแรงดันไฟฟ้าเป็นความแตกต่างของอุณหภูมิและในทางกลับกัน นี่คือการนำผลเดิมมาใช้ นั่นหมายความว่ามันจะถ่ายเทความร้อนผ่านโมดูลโดยใช้ไฟฟ้าโดยตรง มีการติดตั้งพัดลมสองตัวเพื่อปรับปรุงการถ่ายเทความร้อนโดยการบังคับพาความร้อน เพื่อรวมระบบอากาศแบบพาสซีฟเข้ากับโมดูลเทอร์โมไฟฟ้า ระบบที่รวมกันสามารถทำให้แบตเตอรี่เย็นลงได้แม้จะต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศเข้า แต่พลังงานยังคงถูกจำกัดอยู่ที่ประมาณหลายร้อยวัตต์และน้อยกว่าหนึ่งกิโลวัตต์ ปัญหาหลักของการทำความเย็นนี้คือความปลอดภัยของระบบซึ่งอาจเป็นปัญหาในกรณีฉุกเฉิน ไฟฟ้าลัดวงจรอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการรั่วของสารหล่อเย็นบนเซลล์แบตเตอรี่ ซึ่งอาจทำให้รถเสียหายและอาจถึงแก่ชีวิตได้ นอกจากนี้ ท่อคาปิลลารียังต้องมีเส้นผ่านศูนย์กลางขั้นต่ำเพื่อรักษาแรงดันตกที่เพียงพอและหลีกเลี่ยงการอุดตัน

6. ท่อความร้อน

นอกจากโมดูลเทอร์โมไฟฟ้าแล้ว ท่อความร้อนยังเป็นอีกวิธีหนึ่งในการอัพเกรดระบบอากาศแบบพาสซีฟ เปลือกทองแดงแบนของท่อความร้อนอยู่ภายใต้สุญญากาศบางส่วน โครงสร้างเส้นเลือดฝอยทำจากผงทองแดงเผา ท่อความร้อนใช้น้ำเป็นสารทำงาน น้ำที่ฝั่งคอยล์เย็นจะดูดซับความร้อนและกลายเป็นไอที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100°C เนื่องจากแรงดันภายในต่ำ น้ำบนคอนเดนเซอร์จะกระจายความร้อนไปรอบๆ และกลายเป็นของเหลวอีกครั้ง วงจรนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำอีก