Yeni enerjili araç güç akülerinin termal yönetimi ve ısıtma yöntemleri
Pil Termal Yönetimi
Aslında pilin en uygun çalışma sıcaklığı 15-40 derece arasıdır ancak arabanın gerçek çalışma ortamı çok geniş olup eksi 20 dereceden 55 dereceye kadar değişmektedir. Şu anda çeşitli çözümler var, ancak asıl amaç termal yönetimi sağlamak için üç fonksiyon:
Isı dağılımı:Sıcaklık çok yüksek olduğunda pil kapasitesi azalacak ve termal kaçak riski artacaktır, dolayısıyla sıcaklık çok yüksek olduğunda ısı dağıtımı gerekli olacaktır.
Isıtma:Sıcaklık çok düşük olduğunda pil kapasitesi de azalacaktır. Bu sırada şarj edilmesi aynı zamanda dahili bir kısa devreye neden olur ve bu da termal kaçaklara neden olabilir. Bu nedenle sıcaklık çok düşük olduğunda ısıtma (veya izolasyon) gerekir.
Sıcaklık tutarlılığı:Güç pillerinin, hücreler arasındaki sıcaklık farkının mümkün olduğunca küçük olmasını sağlamaya çalışması gerekir.
Düşük sıcaklıktaki ortamın araçlar ve güç aküleri üzerinde büyük etkisi vardır. Düşük sıcaklık akünün deşarj kapasitesini azaltarak seyir menzilini etkileyecektir. Ayrıca aracın gücünü, enerji geri kazanımını vb. de etkileyecektir.
Doğal akü ısıtması:Pilin sıcaklığını artırmak için şarj ve deşarj sırasında pilin ürettiği ısıyı kullanın. Bu ısıtma yöntemi yavaştır ve ilk modeller ve düşük maliyetli araçlar dışında ana akım üreticiler tarafından temel olarak terk edilmiştir.
Hava üflemeli ısıtma:Pil takımının içindeki sıcaklığı kontrol etmek amacıyla sıcak hava üflemek için harici bir klima kullanın. Ancak bu teknoloji, akü paketindeki hava kanallarının sıkı bir şekilde tasarlanmasını gerektirir. Pilin ısınma etkisi nispeten yavaştır. Tasarım iyi değilse oluşması kolaydır. Yerel sıcaklık çok yüksek.
Akü paketindeki ısıtma ekipmanı:Isıtma sistemi esas olarak ısıtma elemanı ve devrelerinden oluşur ve bunların en önemli kısmı ısıtma elemanıdır.
Yaygın ısıtma elemanları arasında değişken dirençli ısıtma elemanları ve sabit dirençli ısıtma elemanları bulunur. Birincisi genellikle PTC (pozitif sıcaklık katsayısı) olarak adlandırılır ve ikincisi genellikle silikon ısıtma filmi ve esnek elektrikli ısıtma gibi metal ısıtma tellerinden oluşan bir ısıtma filmidir. membran vb. PTC veya ısıtma filmi yöntemi genellikle iyi ısıtma etkisine ve hızlı hıza sahiptir. Ancak pilde eşit olmayan bir sıcaklık artışı da olacaktır. Isıtma kaynağına yakın akü çekirdeğinin sıcaklık artışı, ısıtma kaynağından uzaktaki akü çekirdeğinin sıcaklık artışından önemli ölçüde daha yüksek olacaktır. Özellikle ısıtma filmi, ısıtma için akü modülünün yüzeyine sıkı bir şekilde tutturulur. Bu nedenle pil paketindeki ısı dağıtma yapısına yönelik de belirli gereksinimler vardır.
PTC, güvenli kullanımı, yüksek ısı dönüşüm verimliliği, hızlı sıcaklık artışı, açık alev olmaması ve otomatik sabit sıcaklık nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Düşük maliyeti, mevcut yüksek fiyatlı güç pilleri için olumlu bir faktördür. Ancak PTC'nin ısıtma elemanı büyüktür ve akü sistemi içerisinde geniş yer kaplayacaktır. Yalıtımlı esnek elektrikli ısıtma filmi, iş parçasının her şekline göre bükülebilen, iş parçasıyla yakın temas sağlayan ve maksimum ısı enerjisi aktarımı sağlayan bir diğer ısıtıcı türüdür. Silikon ısıtma filmi esnek, ince bir yüzey ısıtma elemanıdır, ancak ısıtılacak nesneyle tamamen yakın temas halinde olması gerekir ve güvenliği PTC'den daha kötüdür.
Sıvı sirkülasyonlu ısıtma: Sıvı soğutmalı pil paketleri, iyi ısıtma etkileri, eşit ısı dağılımı dağıtımı, güvenlik ve güvenilirlik nedeniyle ana akım konumdadır. Pil paketinin iç yapısı, pil sıcaklığında eşit bir artış elde etmek için ısıyı pil paketine eşit şekilde dağıtan, ısı dağılımına yardımcı olan su kanalları ile tasarlanacaktır.
