Co to jest system zarządzania temperaturą akumulatora?

Jako jeden z trzech głównych systemów elektrycznych pojazdów użytkowych z napędem wyłącznie elektrycznym, akumulatory mocy są skuteczne głównie w dostarczaniu energii do napędu elektrycznych samochodów ciężarowych.

W przypadku akumulatorów zasilających temperatura jest jednym z kluczowych czynników wpływających na normalną wydajność ładowania i rozładowywania oraz zasięg akumulatora.

Zbyt niskie temperatury zimą mogą prowadzić do znacznego zmniejszenia zasięgu pojazdu, podczas gdy zbyt wysokie temperatury latem mogą wpływać na rozpraszanie ciepła z akumulatora, a nawet samozapłon.

Aby utrzymać dobrą wydajność akumulatora we wszystkich temperaturach otoczenia, wielu producentów pojazdów wyposaża go w system zarządzania temperaturą. Co dokładnie robi system zarządzania ciepłem? A jakie są główne systemy zarządzania ciepłem w ciężarówkach?

Co to jest system zarządzania temperaturą akumulatora?

Nie ulega wątpliwości, że temperatura, w której akumulator jest używany, oraz temperatura otoczenia są niezwykle ważne w przypadku wózków czysto elektrycznych. W częściowo trudnych warunkach, takich jak ekstremalne ciepło lub zimno, istnieje ryzyko uszkodzenia akumulatora, co może zmniejszyć jego wydajność i żywotność.

Chociaż w wyglądzie zewnętrznym większości w pełni elektrycznych samochodów ciężarowych zrezygnowano z tradycyjnego, dużego, otwartego grilla w pojazdach napędzanych paliwem na rzecz bardziej technicznej, zamkniętej konstrukcji, trzy układy elektryczne nadal wytwarzają ciepło, gdy samochód w pełni elektryczny działa, a także wymagają pewnego chłodzenia .

Na przykład, jeśli akumulator przegrzeje się podczas użytkowania, będzie to miało pewien wpływ na bezpieczeństwo i żywotność samego akumulatora. Ponadto zimą wydajność akumulatorów i efektywność wózków elektrycznych będą niższe, jeśli pojazd jest używany w zimnych obszarach, najbardziej bezpośrednim skutkiem jest znaczne zmniejszenie zasięgu, a przy zbyt niskiej temperaturze ciężarówki elektryczne zazwyczaj również wydają się być zbyt wolne lub nawet trudne do naładowania.

Oczywiście silnik potrzebuje również płynu chłodzącego do rozpraszania ciepła. Obecnie samochody ciężarowe z napędem wyłącznie elektrycznym są w większości wyposażone w silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, które nadal potrzebują płynu chłodzącego do rozpraszania ciepła w warunkach dużego obciążenia i pokonywania wzniesień. Jeśli silnik nagrzewa się zbyt długo, magnesy trwałe mogą ulec rozmagnesowaniu i może dojść do nieodwracalnego uszkodzenia.

Zastosowanie systemu zarządzania temperaturą akumulatora jest jedną z kluczowych technologii zapewniających prawidłowe użytkowanie akumulatora zasilającego w różnych temperaturach i w różnych warunkach, aby zmaksymalizować wykorzystanie energii akumulatora do wspomagania jazdy. Jego głównym celem jest utrzymywanie temperatury akumulatora w odpowiednim zakresie, dzięki czemu akumulator może działać optymalnie.

Na przykład system zarządzania temperaturą może dostosować temperaturę samego akumulatora do różnych temperatur otoczenia, aby zmniejszyć wpływ temperatur zewnętrznych na wydajność akumulatora. Ponadto system zarządzania temperaturą może zapobiegać tworzeniu się miejscowych gorących stref i zmniejszać różnice temperatur w pakiecie akumulatorów, unikając w ten sposób skutków miejscowego przegrzania zestawu akumulatorów.

Obecnie główne rozwiązania do zarządzania temperaturą akumulatorów na rynku pojazdów użytkowych dzielą się głównie na dwie kategorie: chłodzone powietrzem i chłodzone cieczą.

Większość w pełni elektrycznych małych ciężarówek, mikrociężarówek i lekkich ciężarówek jest głównie chłodzona powietrzem, podczas gdy chłodzenie cieczą jest częściej stosowane w czysto elektrycznych ciężkich ciężarówkach i przyczepach do ciągników, gdzie moc ładowania i rozładowania jest większa.

Przez chłodzenie powietrzem rozumiemy właściwie chłodzenie naturalne, którego zasadą jest wykorzystanie naturalnego wiatru do schłodzenia akumulatora.

Poinformowano, że istnieje również ulepszone rozwiązanie chłodzenia powietrzem, w którym materiał, który może przewodzić ciepło, jest dodawany do końcówek elektrody ogniwa akumulatora, umożliwiając przenoszenie ciepła przez materiał przewodzący ciepło do metalowej obudowy w celu rozproszenia ciepła , a ogólna wydajność chłodzenia będzie jeszcze lepsza.

Główną zaletą chłodzenia powietrzem jest to, że jest proste i tanie oraz nie ma możliwości wycieku cieczy, co czyni go ogólnie bardziej niezawodnym.

Jeśli lokalna temperatura jest odpowiednia dla wszystkich pór roku i nie ma ekstremalnych upałów ani mrozów, chłodzenie powietrzem jest również wystarczające i odpowiednie do jazdy wyłącznie z napędem elektrycznym.

Ogólnie rzecz biorąc, zarządzanie temperaturą chłodzoną powietrzem jest zdecydowanie bardziej odpowiednią opcją dla czysto elektrycznych mikrociężarówek i elektrycznych lekkich ciężarówek, które są głównie przystępne cenowo.

Chociaż ma pewne zalety pod względem ceny, ta chłodzona powietrzem technologia z powietrzem jako medium ma oczywiste wady. W końcu może polegać tylko na zewnętrznym nawiewie powietrza do chłodzenia, co jest nieefektywne i nieskuteczne oraz ma ograniczony efekt chłodzenia podczas rozładowywania z dużą mocą.

Ponadto na chłodzenie powietrzem ma również bezpośredni wpływ temperatura zewnętrzna, zwłaszcza w ekstremalnie gorących lub zimnych warunkach pogodowych, a rozpraszanie ciepła i wydajność wymiany ciepła akumulatora będą w pewnym stopniu wpływać.

W porównaniu z elektrycznymi ciężarówkami z systemem zarządzania temperaturą akumulatora chłodzonego powietrzem, chłodzenie cieczą jest znacznie bardziej swobodne pod względem rozpraszania ciepła i izolacji. Zasada jest taka, że ​​płyn chłodzący w przewodach płynu chłodzącego wewnątrz akumulatora usuwa ciepło wytwarzane przez akumulator podczas pracy, chłodząc w ten sposób akumulator.

Mówiąc prościej, chłodzenie cieczą oznacza, że ​​w akumulatorze znajduje się kilka rur, a gdy wymagane jest chłodzenie, do rur wlewa się chłodziwo, aby usunąć ciepło wytwarzane przez akumulator poprzez obieg wody, aby uzyskać efekt chłodzenia.

Oprócz wydajniejszego chłodzenia akumulatora, niektóre systemy zarządzania temperaturą chłodzone cieczą podgrzewają również akumulator, umożliwiając szybkie osiągnięcie optymalnych warunków pracy nawet w niskich temperaturach.

Oczywiście chłodzenie cieczą ma wyższe i bardziej wydajne rozpraszanie ciepła niż chłodzenie powietrzem, nawet w obliczu dużych obciążeń lub dużej mocy wyjściowej, gdy obciążenie akumulatora jest zbyt wysokie, system odprowadzania ciepła z cyrkulacją wody chłodzącej może schłodzić akumulator w czasie, a rozpraszanie ciepła jest również bardziej równomierne, a różnica temperatur między ogniwami akumulatora jest mniejsza, co może skutecznie poprawić stabilność i żywotność akumulatora.

Rozwiązania do zarządzania temperaturą chłodzone cieczą są bardziej wydajne w utrzymywaniu temperatury akumulatora w rozsądnym zakresie, co pozwala na dalsze ulepszanie zestawu akumulatorów pod względem wydajności, stabilności i trwałości.

Jednak ciężarówki elektryczne chłodzone cieczą są znacznie droższe niż ciężarówki chłodzone powietrzem, a ogólna konstrukcja jest bardziej złożona. Jeśli używasz pojazdu w środowisku o odpowiedniej temperaturze i masz dobre nawyki podczas jazdy, chłodzenie powietrzem jest całkowicie wystarczające.

Oczywiście, jeśli środowisko jest stosunkowo surowe, różnica temperatur między porami roku jest duża i często występują duże obciążenia, wtedy chłodzenie cieczą jest oczywiście bardziej odpowiednie.

Niezależnie od tego, czy jest to mikrociężarówka z napędem elektrycznym, czy lekka ciężarówka z napędem wyłącznie elektrycznym, wielu producentów wyposaża akumulatory w funkcję podgrzewania. Zasadą jest podgrzewanie akumulatora za pomocą elektrycznego drutu grzejnego, aby zapobiec pracy akumulatora w zbyt niskiej temperaturze, poprawiając w ten sposób wydajność akumulatora.

Szczególnie na północy, gdzie temperatura otoczenia jest stosunkowo niska, funkcja podgrzewania akumulatora pozwala na wydajniejszą pracę akumulatora, zwiększając w ten sposób zasięg i ograniczając nadmierną degradację akumulatora.

W przypadku nowych samochodów ciężarowych z napędem elektrycznym wydajny system zarządzania temperaturą akumulatora jest niezwykle ważny i ma ogromny wpływ na wrażenia z jazdy.

Chociaż chłodzone powietrzem rozwiązania do zarządzania ciepłem stanowią obecnie większy odsetek czysto elektrycznych mikrociężarówek i wyłącznie elektrycznych lekkich ciężarówek, ciężarówki elektryczne chłodzone cieczą są wyraźnie korzystniejsze z punktu widzenia efektu użytkowania i technologii.

Uważa się, że wraz z ciągłym ulepszaniem, aktualizowaniem i obniżaniem kosztów technologii, coraz więcej produktów będzie wyposażonych w systemy zarządzania temperaturą akumulatorów chłodzonych cieczą.