Naarmate het marktaandeel van elektrische voertuigen blijft toenemen, verschuiven autofabrikanten hun R&D-focus geleidelijk naar accu's en intelligente besturing. Vanwege de chemische eigenschappen van de accu heeft de temperatuur een grote invloed op de laad- en ontlaadprestaties en de veiligheid ervan. Daarom krijgt het ontwerp van het thermisch beheersysteem van de accu een hogere prioriteit bij de ontwikkeling van elektrische voertuigen. Gebaseerd op de bestaande structuur van het thermisch beheersysteem van de accu in de meeste elektrische voertuigen, in combinatie met Tesla's achtwegklep-warmtepompsysteemtechnologie, wordt het werkingsprincipe van de accu en de voor- en nadelen van het thermisch beheersysteem geanalyseerd. Problemen zoals vermogensverlies bij koude temperaturen, een beperkte actieradius en een verminderd laadvermogen worden besproken. Een optimalisatieschema voor het thermisch beheersysteem van de accu wordt voorgesteld.
Door de onhoudbaarheid van traditionele energiebronnen en de toenemende milieuvervuiling hebben overheden en autofabrikanten in diverse landen de overgang naar nieuwe energiebronnen versneld, met de nadruk op de ontwikkeling van elektrische voertuigen die voornamelijk op pure elektriciteit rijden. Naarmate het marktaandeel van elektrische voertuigen blijft groeien, worden accu's en intelligente besturing de belangrijkste technologische ontwikkelingstrends voor elektrische voertuigen. Een betere oplossing is nog niet gevonden. In tegenstelling tot traditionele benzineauto's kunnen elektrische voertuigen geen restwarmte gebruiken om de cabine en het accupakket te verwarmen. Daarom moet in elektrische voertuigen alle verwarming plaatsvinden door middel van verwarming en energiebronnen. Het optimaliseren van het gebruik van de resterende energie in het voertuig is dan ook een belangrijk vraagstuk geworden binnen de thermische beheersystemen van elektrische auto's.
Dethermisch beheersysteem voor elektrische voertuigenHet regelt de temperatuur van verschillende onderdelen van het voertuig door de warmtestroom te beheersen, met name de temperatuurregeling van de motor, de accu en de cockpit. Het accusysteem en de cockpit moeten rekening houden met een tweezijdige regeling van koeling en verwarming, terwijl het motorsysteem zich alleen hoeft te richten op warmteafvoer. De meeste vroege thermische beheersystemen voor elektrische voertuigen waren luchtgekoelde systemen. Dit type thermisch beheersysteem had de temperatuurregeling van de cockpit als belangrijkste ontwerpdoel en hield zelden rekening met de temperatuurregeling van de motor en de accu, waardoor de energie van het drieledige systeem tijdens gebruik verloren ging door de warmte die werd gegenereerd. Naarmate het vermogen van de motor en de accu toenam, voldeed het luchtgekoelde systeem niet langer aan de basisbehoeften voor thermisch beheer van het voertuig, en brak het tijdperk van vloeistofkoeling aan. Het vloeistofkoelsysteem verbetert niet alleen de efficiëntie van de warmteafvoer, maar versterkt ook de isolatie van de accu. Door de kleppen te regelen, kan het vloeistofkoelsysteem niet alleen de warmtestroom actief sturen, maar ook de energie in het voertuig optimaal benutten.
De verwarming van de accu en de cockpit gebeurt hoofdzakelijk op drie manieren: met behulp van een temperatuurcoëfficiëntthermistor (PTC), met een elektrische verwarmingsfolie en met een warmtepomp. Door de chemische eigenschappen van de accu van elektrische voertuigen kunnen er problemen optreden zoals vermogensverlies bij lage temperaturen, een beperkte actieradius en een verminderd laadvermogen. Om ervoor te zorgen dat elektrische voertuigen onder diverse extreme omstandigheden optimaal functioneren en aan de gebruikseisen voldoen, moet het thermisch beheersysteem van de accu worden verbeterd en geoptimaliseerd voor lage temperaturen.
Batterijkoelmethode
Afhankelijk van het gebruikte warmteoverdrachtsmedium kan het thermisch beheersysteem van een batterij worden onderverdeeld in drie typen: een systeem met lucht als warmteoverdrachtsmedium, een systeem met vloeistof als warmteoverdrachtsmedium en een systeem met faseveranderingsmateriaal als warmteoverdrachtsmedium. Het systeem met lucht als warmteoverdrachtsmedium kan verder worden onderverdeeld in een systeem met natuurlijke koeling en een systeem met luchtkoeling. Er zijn dus twee soorten koelsystemen.
Voor het verwarmen van de PTC-thermistor is het nodig om de verwarmingseenheid en de isolerende coating rond het accupakket te plaatsen. Wanneer het accupakket van het voertuig verwarmd moet worden, activeert het systeem de PTC-thermistor om warmte te genereren en blaast vervolgens lucht door de PTC via een ventilator.PTC-koelvloeistofverwarmer/PTC-luchtverwarmerDe verwarmingsvinnen van de thermistor verwarmen het materiaal en leiden de warme lucht vervolgens naar het accupakket, waar deze circuleert en zo de accu verwarmt.
Geplaatst op: 19 mei 2023
