Đánh giá nhanh về Hệ thống quản lý nhiệt ắc quy xe điện (BTMS)

Đánh giá nhanh về Hệ thống quản lý nhiệt ắc quy xe điện (BTMS)

từ khóa : EV, HEV, E-mobile, Quản lý nhiệt pin, BTMS, Hệ thống làm mát không khí, Hệ thống làm mát bằng chất lỏng, Hệ thống làm lạnh trực tiếp, PCM, bộ pin, pin lithium ion, Truyền nhiệt, thiết kế bộ pin, ô tô, kênh nhôm, công nghệ làm mát thụ động

Khi xe điện trở thành một xu hướng không thể ngăn cản do không phát thải và hiệu suất từ ​​bình nhiên liệu đến bánh xe cao thì việc cải thiện hiệu suất, chi phí, tuổi thọ và độ an toàn của pin ngày càng trở nên quan trọng. Và Hệ thống quản lý nhiệt pin (BTMS) rất quan trọng đối với hiệu suất của pin, điều này rất quan trọng đối với hiệu suất tổng thể của hệ thống truyền động của Xe điện (EV) và xe lai điện (HEV). Các công nghệ BTMS là: hệ thống làm mát bằng không khí, hệ thống làm mát bằng chất lỏng, hệ thống làm mát bằng môi chất lạnh trực tiếp, hệ thống làm mát bằng vật liệu thay đổi pha (PCM), hệ thống làm mát bằng nhiệt điện và làm mát bằng ống dẫn nhiệt.

1. Làm mát và sưởi ấm không khí

Hệ thống không khí sử dụng không khí làm môi trường nhiệt. Không khí nạp có thể trực tiếp từ khí quyển hoặc từ cabin và cũng có thể là không khí được điều hòa sau bộ sưởi hoặc thiết bị bay hơi của máy điều hòa không khí. Cái trước được gọi là hệ thống không khí thụ động và cái sau là hệ thống không khí chủ động. Hệ thống hoạt động có thể cung cấp thêm năng lượng làm mát hoặc sưởi ấm. Một hệ thống thụ động có thể cung cấp công suất làm mát hoặc sưởi ấm khoảng hàng trăm watt và công suất hệ thống hoạt động được giới hạn ở 1 kW.

Cả hai trường hợp đều được gọi là hệ thống không khí cưỡng bức vì trong cả hai trường hợp, không khí được cung cấp bởi máy thổi.

2.Làm mát và sưởi ấm bằng chất lỏng

Làm mát bằng chất lỏng là một hệ thống làm mát trong đó nước được sử dụng làm chất làm mát nhằm mục đích làm mát pin. Và tản nhiệt bằng chất lỏng là hệ thống làm mát được sử dụng phổ biến nhất nhờ thiết kế tiện lợi và hiệu suất làm mát tốt. Nhìn chung có hai nhóm chất lỏng được áp dụng cho hệ thống quản lý nhiệt. Một là chất lỏng điện môi (chất lỏng tiếp xúc trực tiếp) có thể tiếp xúc trực tiếp với pin, chẳng hạn như dầu khoáng. Loại còn lại là chất lỏng dẫn điện (chất lỏng tiếp xúc gián tiếp) chỉ có thể tiếp xúc gián tiếp với các tế bào pin, chẳng hạn như hỗn hợp ethylene glycol và nước. Giữa hai nhóm này, hệ thống tiếp xúc gián tiếp được ưu tiên sử dụng để đạt được sự cách ly tốt hơn giữa mô-đun pin và môi trường xung quanh và do đó đạt được hiệu quả an toàn tốt hơn. Bằng các bộ tản nhiệt khác nhau để làm mát, hệ thống chất lỏng cũng có thể được phân loại thành hệ thống thụ động hoặc hệ thống chủ động.

Trong lĩnh vực làm mát bằng chất lỏng, Trumony là một trong những nhà cung cấp chuyên biệt và hàng đầu thế giới về giải pháp làm mát bằng chất lỏng. tấm lạnh chất lỏng . Loại hàn, loại ép đùn và loại tấm liên kết cuộn đều có sẵn để tùy chỉnh.

3. Làm mát và sưởi ấm môi chất lạnh trực tiếp

Tương tự như hệ thống chất lỏng hoạt động, hệ thống làm lạnh trực tiếp (DRS) bao gồm vòng A/C, nhưng DRS sử dụng chất làm lạnh trực tiếp làm chất lỏng truyền nhiệt tuần hoàn qua bộ pin.

4. PCM

Vật liệu thay đổi pha hấp thụ nhiệt trong suốt quá trình nóng chảy và bảo tồn nó dưới dạng nhiệt ẩn cho đến khi đạt giá trị tối đa. Ngoài ra, PCM luôn được kết hợp trong một khoảng thời gian, nhiệt độ duy trì ở điểm nóng chảy và sau đó việc tăng nhiệt độ bị trì hoãn. Do đó, PCM được sử dụng làm chất dẫn và bộ đệm trong BTMS. Ngoài ra, PCM luôn được kết hợp với hệ thống BTMS khác (ví dụ: làm mát bằng chất lỏng hoặc không khí) để quản lý nhiệt độ tế bào.

5. Module nhiệt điện

Mô-đun nhiệt điện có thể chuyển đổi điện áp thành chênh lệch nhiệt độ và ngược lại. Ở đây hiệu ứng trước đây được thông qua. Điều đó có nghĩa là nó truyền nhiệt qua mô-đun bằng cách tiêu thụ điện trực tiếp. Hai quạt được lắp đặt để cải thiện khả năng truyền nhiệt bằng đối lưu cưỡng bức. Để kết hợp hệ thống không khí thụ động với mô-đun nhiệt điện, hệ thống kết hợp có thể làm mát pin thậm chí thấp hơn nhiệt độ không khí nạp, nhưng công suất vẫn bị giới hạn ở khoảng vài trăm watt và dưới một kW. Vấn đề chính của việc làm mát này là sự an toàn của hệ thống có thể gây lo ngại trong trường hợp khẩn cấp; đoản mạch có thể xảy ra do rò rỉ chất làm mát trên các tế bào pin, điều này có thể khiến xe bị hỏng và có thể gây tử vong. Ngoài ra, các ống mao dẫn cần có đường kính tối thiểu để duy trì mức giảm áp suất thích hợp và tránh tắc nghẽn.

6. Ống dẫn nhiệt

Bên cạnh các mô-đun nhiệt điện, ống dẫn nhiệt là một cách khác để nâng cấp hệ thống không khí thụ động. Vỏ đồng phẳng của ống dẫn nhiệt ở trạng thái chân không một phần. Cấu trúc mao quản được làm bằng bột đồng thiêu kết. Ống dẫn nhiệt sử dụng nước làm chất lỏng làm việc. Nước ở phía thiết bị bay hơi sẽ hấp thụ nhiệt và trở thành hơi ở nhiệt độ thấp hơn 100°C do áp suất bên trong thấp. Nước trên bình ngưng sẽ tản nhiệt ra xung quanh và trở lại dạng lỏng. Chu kỳ này lặp đi lặp lại.