Het belang van elektrische voertuigen ten opzichte van traditionele voertuigen komt vooral tot uiting in de volgende aspecten: Ten eerste, het voorkomen van thermische oververhitting van elektrische voertuigen. De oorzaken van thermische oververhitting zijn onder andere mechanische en elektrische oorzaken (zoals botsingen, beschadiging van de accu, perforatie, enz.) en elektrochemische oorzaken (zoals overladen en ontladen van de accu, snelladen, laden bij lage temperaturen, zelfontstane interne kortsluiting, enz.). Thermische oververhitting kan leiden tot brand of zelfs een explosie van de accu, wat een gevaar vormt voor de veiligheid van de passagiers. Ten tweede, de optimale werktemperatuur van de accu ligt tussen de 10 en 30 °C. Nauwkeurig thermisch beheer van de accu kan de levensduur ervan garanderen en de levensduur van de accu in elektrische voertuigen verlengen. Ten derde, in vergelijking met voertuigen op brandstof, beschikken elektrische voertuigen niet over een airconditioningcompressor en kunnen ze niet vertrouwen op de restwarmte van de motor om de cabine te verwarmen. Ze kunnen alleen elektrische energie gebruiken om de temperatuur te reguleren, wat de actieradius van het elektrische voertuig aanzienlijk beperkt. Het thermisch beheer van elektrische voertuigen is daarom cruciaal geworden voor het oplossen van de problemen waarmee deze voertuigen te kampen hebben.
De eisen aan thermisch beheer van elektrische voertuigen zijn aanzienlijk hoger dan die van traditionele voertuigen op verbrandingsmotor. Thermisch beheer in auto's is erop gericht de temperatuur van het gehele voertuig en de omgeving te reguleren, ervoor te zorgen dat elk onderdeel binnen het optimale temperatuurbereik blijft functioneren en tegelijkertijd de veiligheid en het rijcomfort van de auto te waarborgen. Het thermisch beheersysteem van elektrische voertuigen omvat hoofdzakelijk het airconditioningsysteem en het thermisch beheersysteem van de accu.HVCH), elektronisch motorregelsysteem. In vergelijking met traditionele auto's omvat het thermisch beheer van elektrische voertuigen extra modules voor het thermisch beheer van de accu en de elektronische motorregeling. Traditioneel thermisch beheer in auto's omvat voornamelijk de koeling van de motor en de versnellingsbak, en het thermisch beheer van het airconditioningsysteem. Voertuigen op brandstof gebruiken airconditioningkoelmiddel om de cabine te koelen, verwarmen de cabine met restwarmte van de motor en koelen de motor en versnellingsbak door middel van vloeistofkoeling of luchtkoeling. Een belangrijke verandering bij elektrische voertuigen ten opzichte van traditionele voertuigen is de energiebron. Elektrische voertuigen hebben geen motor die warmte levert; de verwarming via airconditioning wordt gerealiseerd door middel van PTC- of warmtepompsystemen. Elektrische voertuigen hebben extra koelingseisen voor de accu en de elektronische motorregelsystemen, waardoor het thermisch beheer van elektrische voertuigen complexer is dan bij traditionele voertuigen op brandstof.
De complexiteit van het thermisch beheer van elektrische voertuigen heeft geleid tot een waardestijging van de thermische systemen van een individueel voertuig. De waarde van een voertuig met een thermisch beheersysteem is 2 tot 3 keer zo hoog als die van een traditionele auto. In vergelijking met traditionele auto's komt de waardestijging van elektrische voertuigen voornamelijk voort uit vloeistofkoeling van de accu, warmtepompen en airconditioning.PTC-koelvloeistofverwarmersenz.
Vloeistofkoeling heeft luchtkoeling vervangen als de meest gebruikte technologie voor temperatuurregeling, en directe koeling zal naar verwachting technologische doorbraken opleveren.
De vier meest voorkomende methoden voor thermisch beheer van batterijen zijn luchtkoeling, vloeistofkoeling, koeling met faseveranderingsmateriaal en directe koeling. Luchtkoeling werd vooral gebruikt in vroege modellen, terwijl vloeistofkoeling geleidelijk aan de standaard is geworden vanwege de gelijkmatige koeling die het biedt. Vanwege de hoge kosten wordt vloeistofkoeling voornamelijk toegepast in high-end modellen, maar naar verwachting zal het in de toekomst ook in low-end modellen voorkomen.
Luchtkoeling(PTC-luchtverwarmerLuchtkoeling is een koelmethode waarbij lucht als warmteoverdrachtsmedium wordt gebruikt en de warmte van de batterij direct via een ventilator wordt afgevoerd. Voor luchtkoeling is het noodzakelijk om de afstand tussen de koelplaten en tussen de batterijen zo groot mogelijk te maken. Hiervoor kunnen serie- of parallelschakelingen worden gebruikt. Omdat een parallelschakeling een gelijkmatige warmteafvoer mogelijk maakt, maken de meeste huidige luchtgekoelde systemen gebruik van een parallelschakeling.
Vloeistofkoeling maakt gebruik van convectiewarmteoverdracht om de door de batterij gegenereerde warmte af te voeren en de batterijtemperatuur te verlagen. Het vloeibare medium heeft een hoge warmteoverdrachtscoëfficiënt, een grote warmtecapaciteit en een snelle koelsnelheid, wat een significant effect heeft op het verlagen van de maximale temperatuur en het verbeteren van de consistentie van het temperatuurveld van het batterijpakket. Tegelijkertijd is het volume van het thermische beheersysteem relatief klein. In geval van voorstadia van thermische runaway kan de vloeistofkoeling een grote stroom koelmedium gebruiken om het batterijpakket te dwingen warmte af te voeren en warmteherverdeling tussen batterijmodules te realiseren. Dit kan de voortdurende verslechtering van thermische runaway snel onderdrukken en het risico op runaway verminderen. De vorm van het vloeistofkoelsysteem is flexibeler: de batterijcellen of -modules kunnen in de vloeistof worden ondergedompeld, er kunnen koelkanalen tussen de batterijmodules worden geplaatst of er kan een koelplaat aan de onderkant van de batterij worden gebruikt. De vloeistofkoeling stelt hoge eisen aan de luchtdichtheid van het systeem. Koeling met faseveranderingsmateriaal verwijst naar het proces waarbij de aggregatietoestand van een materiaal verandert en latente warmte vrijkomt zonder dat de temperatuur verandert en de fysische eigenschappen wijzigen. Dit proces absorbeert of geeft een grote hoeveelheid latente warmte af om de batterij te koelen. Echter, na de volledige faseverandering van het faseveranderingsmateriaal kan de warmte van de batterij niet meer effectief worden afgevoerd.
De directe koelingsmethode (koeling met koelmiddel) maakt gebruik van het principe van de latente verdampingswarmte van koelmiddelen (zoals R134a) om een airconditioningsysteem in het voertuig of accusysteem te creëren. De verdamper van het airconditioningsysteem wordt in het accusysteem geplaatst, waar het koelmiddel verdampt en snel en efficiënt de warmte uit het accusysteem afvoert, waardoor het accusysteem wordt gekoeld.
Geplaatst op: 25 juni 2024
