Батарея жүйелеріне арналған жылуды басқару шешімдері

Температура факторы қуат батареяларының өнімділігіне, қызмет ету мерзіміне және қауіпсіздігіне шешуші әсер ететіні сөзсіз.Жалпы алғанда, біз батарея жүйесі 15~35℃ диапазонында жұмыс істейді деп күтеміз, осылайша ең жақсы қуат шығысы мен кірісіне, максималды қол жетімді энергияға және ең ұзақ циклге қол жеткізуге болады (бірақ төмен температурада сақтау күнтізбенің қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін). батареяның , бірақ қолданбаларда төмен температурада сақтауды қолданудың мағынасы жоқ, ал батареялар осыған байланысты адамдарға өте ұқсас).

Қазіргі уақытта қуат батареясының жүйесін жылумен басқаруды негізінен табиғи салқындату, ауаны салқындату, сұйық салқындату және тікелей салқындату деп төрт санатқа бөлуге болады.Олардың ішінде табиғи салқындату пассивті жылуды басқару әдісі болып табылады, ал ауа салқындату, сұйық салқындату және тұрақты ток белсенді.Бұл үшеуінің негізгі айырмашылығы - жылу алмасу ортасының айырмашылығы.

· Табиғи салқындату
Еркін салқындату жылу алмасу үшін қосымша құрылғылар жоқ.Мысалы, BYD Qin, Tang, Song, E6, Tengshi және LFP ұяшықтарын пайдаланатын басқа модельдерде табиғи салқындатуды қабылдады.Келесі BYD үштік батареяларды пайдаланатын модельдер үшін сұйық салқындатуға ауысатыны түсінікті.

· Ауа салқындату (PTC ауа жылытқышы)
Ауаны салқындату жылу тасымалдағыш ретінде ауаны пайдаланады.Екі жалпы түрі бар.Біріншісі пассивті ауа салқындату деп аталады, ол жылу алмасу үшін сыртқы ауаны тікелей пайдаланады.Екінші түрі - белсенді ауаны салқындату, ол батарея жүйесіне кірмес бұрын сыртқы ауаны алдын ала қыздыруы немесе салқындатуы мүмкін.Алғашқы күндерде көптеген жапондық және корейлік электр модельдері ауамен салқындатылған шешімдерді пайдаланды.

· Сұйық салқындату
Сұйық салқындату кезінде жылу тасымалдағыш ретінде антифриз (мысалы, этиленгликоль) қолданылады.Әдетте ерітіндіде бірнеше түрлі жылу алмасу схемалары бар.Мысалы, VOLT-да радиатор тізбегі, кондиционер тізбегі (PTC кондиционері) және PTC тізбегі (PTC салқындатқыш қыздырғыш).Батареяны басқару жүйесі жылуды басқару стратегиясына сәйкес жауап береді және реттейді және ауыстырады.TESLA Model S қозғалтқышты салқындатумен қатар тізбекке ие.Аккумуляторды төмен температурада қыздыру қажет болғанда, қозғалтқыштың салқындату тізбегі батареяның салқындату тізбегіне тізбектей қосылады және қозғалтқыш батареяны қыздыра алады.Қуат батареясы жоғары температурада болғанда, қозғалтқыштың салқындату тізбегі мен батареяның салқындату тізбегі параллель реттеледі және екі салқындату жүйесі жылуды дербес таратады.

1. Газ конденсаторы

2. Екінші конденсатор

3. Екінші конденсатор желдеткіші

4. Газ конденсаторының желдеткіші

5. Кондиционердің қысым датчигі (жоғары қысым жағы)

6. Кондиционердің температура сенсоры (жоғары қысым жағы)

7. Электрондық кондиционер компрессоры

8. Кондиционердің қысым датчигі (төмен қысым жағы)

9. Кондиционердің температура сенсоры (төмен қысым жағы)

10. Кеңейту клапаны (салқындатқыш)

11. Кеңейту клапаны (буландырғыш)

· Тікелей салқындату
Тікелей салқындату жылу алмасу ортасы ретінде салқындатқышты (фазаны өзгертетін материал) пайдаланады.Хладагент газ-сұйықтық фазасының ауысу процесінде көп мөлшерде жылуды сіңіре алады.Салқындатқыш агентпен салыстырғанда жылу беру тиімділігін үш еседен астам арттыруға болады, ал батареяны тезірек ауыстыруға болады.Жүйе ішіндегі жылу тасымалданады.Тікелей салқындату схемасы BMW i3-де қолданылған.

 

Салқындату тиімділігінен басқа, батарея жүйесінің жылуды басқару схемасы барлық батареялардың температурасының консистенциясын ескеруі керек.PACK жүздеген ұяшықтардан тұрады және температура сенсоры әрбір ұяшықты анықтай алмайды.Мысалы, Tesla Model S модулінде 444 батарея бар, бірақ тек 2 температураны анықтау нүктесі орналастырылған.Сондықтан жылуды басқару дизайны арқылы батареяны мүмкіндігінше үйлесімді ету қажет.Ал жақсы температуралық тұрақтылық батарея қуаты, қызмет ету мерзімі және SOC сияқты тұрақты өнімділік параметрлерінің міндетті шарты болып табылады.