على المدى الطويل ، ستستمر سيارات الطاقة الجديدة ، وخاصة السيارات الكهربائية النقية ، في الحفاظ على زخم نموها العالمي ، مع متطلبات انبعاثات أكثر صرامة ، والمزيد من تقنيات وأسعار البطاريات المحسّنة ، والتحسين المستمر في البنية التحتية ، وقبول المستهلك للسيارات الكهربائية. أطول وأطول.

أثمن مكون في السيارة الكهربائية هو البطارية. بالنسبة للبطاريات ، الوقت ليس سكينًا ، لكن درجة الحرارة هي السكين. بغض النظر عن مدى جودة تقنية البطارية ، فإن درجات الحرارة القصوى تمثل مشكلة. لذلك ، ظهر نظام الإدارة الحرارية للبطارية إلى حيز الوجود.

فيما يتعلق بالمفردات مثل الليثيوم الثلاثي والنظام الكهربائي الثلاثي ، فقد ناقشنا بالفعل فئة محو الأمية من قبل ، واليوم سنقوم بسحب نظام الإدارة الحرارية للبطارية للسيارات الكهربائية. تحقيقا لهذه الغاية ، استشرنا السيد لارس كوستيد ، رئيس مشروع الوكالة المنفذة HELLA China ، وهو خبير في هذا المجال.

ما هو نظام الإدارة الحرارية؟

لا تنخدع بهذه الكلمة ، إنها مثل عبوة هاتف محمول على جانب الطريق ، أو بعبارة ملطفة ، “طلاء بوليمر”. “نظام الإدارة الحرارية” أشبه بمصطلح شامل.

تستهدف أنظمة الإدارة الحرارية المختلفة مناطق مختلفة ، مثل خزان مياه المحرك ، ومكيف الهواء في السيارة هو العامل الأكبر في تحديد راحة الركوب – لكنها ليست كذلك. عندما يتم إيقاف مكيف السيارة ، بغض النظر عن مدى قوة قدرة ترشيح الهيكل ، ما مدى جودة NVH؟ إن سيارة Rolls-Royce بدون مكيف هواء ليست جيدة مثل Chery – خاصة في هذا الوقت من العام ، فإن مكيفات الهواء ضرورية لحياة مالكي السيارات. الأهمية.

يعالج نظام الإدارة الحرارية لبطارية السيارة الكهربائية هذه النقطة بالفعل.

لماذا تحتاج البطاريات إلى نظام إدارة حراري؟

بالمقارنة مع مركبات الوقود ، تكمن مخاطر السلامة “الفريدة” للسيارات الكهربائية في التحكم الحراري لبطارية الطاقة. بعد حدوث الهروب الحراري ، يحدث انتشار متسلسل مشابه للتفاعل النووي الحراري.

خذ بطارية الليثيوم 18650 الشهيرة كمثال. تشكل العديد من خلايا البطارية حزمة بطارية. إذا كانت حرارة خلية بطارية واحدة خارجة عن السيطرة ، فسيتم نقل الحرارة إلى المناطق المحيطة ، ومن ثم سيكون لخلايا البطارية المحيطة تفاعل متسلسل واحدًا تلو الآخر مثل الألعاب النارية. خلال هذه العملية ، سيتم الشروع في العديد من الموضوعات البحثية ، بما في ذلك معدلات ارتفاع درجة الحرارة المتوسطة ، وتوليد الحرارة الكيميائية والكهربائية ، ونقل الحرارة والحمل الحراري.

الطريقة الأسهل والأكثر فاعلية للتحكم في مثل هذا الهروب الحراري المتسلسل هي إضافة طبقة عازلة بين وحدات بطارية الطاقة – الآن تهتم العديد من مركبات الوقود بها ، ويتم وضع دائرة من طبقة العزل على السطح الخارجي للبطارية.

على الرغم من أن طبقة العزل هي أبسط أنواع أنظمة الإدارة الحرارية للبطارية ، إلا أنها أيضًا الأكثر إزعاجًا. من ناحية أخرى ، سيؤثر سمك الطبقة العازلة بشكل مباشر على الحجم الكلي لحزمة البطارية ؛ من ناحية أخرى ، طبقة العزل عبارة عن “نظام إدارة حراري سلبي” يبطئ حزمة البطارية عندما تحتاج إلى التسخين أو التبريد.

أفضل درجة حرارة تشغيل لبطارية الليثيوم التقليدية هي 0 ~ 40 ℃. ستؤدي درجة الحرارة الزائدة إلى تقليل السعة التخزينية للبطارية وعمر دورة البطارية. في الواقع ، من المرجح جدًا أن تتجاوز درجة حرارة الأرض في الصيف 40 درجة مئوية ، والجميع يعلم أن درجة حرارة السيارة المغلقة قد تتجاوز 60 درجة مئوية في الصيف. وبالمثل ، فإن الجزء الداخلي من حزمة البطارية هو أيضًا مكان مغلق وسيكون الجو حارًا جدًا … بالنسبة للسيارات الكهربائية ، يعد نظام الإدارة الحرارية الكامل للبطارية أمرًا مهمًا للغاية.

تم بيع علامة تجارية معينة من السيارات الكهربائية على نطاق واسع في أمريكا الشمالية في عام 2011 ، نظرًا لنظام الإدارة الحرارية للبطارية البسيط نسبيًا ، فقد تضاءلت سعة البطارية بشدة بعد 5 سنوات ، مما أدى إلى دفع مالكي السيارات في أمريكا الشمالية 5,000 دولار لاستبدال البطارية .

وإذا كانت درجة الحرارة أقل من 0 درجة مئوية ، فسيتم تقليل قدرة تفريغ بطاريات الليثيوم العادية – المعروف أيضًا باسم “التشغيل”. علاوة على ذلك ، كلما انخفضت درجة الحرارة ، كان نشاط تأين البطارية أسوأ ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الشحن ، أي “صعوبة الشحن وانخفاض السعة”. سيعمل نظام الإدارة الحرارية للبطارية الجيد على تسخين حزمة البطارية قبل الشحن عند درجة حرارة منخفضة ، كما أنه يحتوي على وظيفة عزل منخفضة الطاقة عند توصيل مصدر الطاقة.

في الواقع ، طورت بعض الشركات بطاريات ليثيوم منخفضة الحرارة مناسبة لدرجات الحرارة البيئية الشديدة. على سبيل المثال ، يمكن لبطارية ليثيوم منخفضة الحرارة مصممة للبيئات القطبية أن تحقق شحنًا سريعًا عند 0.2 درجة مئوية عند -40 درجة مئوية وقدرة تفريغ لا تقل عن 80٪. يعمل البعض الآخر بشكل جيد في نطاق درجة حرارة من -50 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية ولا يحتاجون إلى أي مساعدة من نظام الإدارة الحرارية.

من الصعب أن تلبي بطاريات الليثيوم هذه احتياجات شركات السيارات من حيث كثافة الطاقة والتكلفة ، لذلك بالنسبة لشركات السيارات ، لا تزال أنظمة إدارة البطارية الحرارية حلاً اقتصاديًا لضمان عمر البطارية وظروف التشغيل.

كيف يعمل نظام إدارة البطارية الحرارية؟

يشبه مبدأ عمل نظام الإدارة الحرارية للبطارية مبدأ عمل مكيف الهواء المنزلي. ببساطة ، وحدة القياس والتحكم مسؤولة عن مراقبة درجة الحرارة ، ويقوم مكون التحكم في درجة الحرارة بتوجيه وسيط نقل الحرارة لإكمال التحكم النهائي في درجة الحرارة. ومع ذلك ، فإن دقة التحكم في درجة الحرارة لنظام الإدارة الحرارية للبطارية أعلى بكثير من تلك الخاصة بمكيفات الهواء المنزلية ، ويمكنه أيضًا مراقبة درجة حرارة خلية بطارية واحدة في حزمة بطارية.

وسائط التوصيل الحراري الشائعة في نظام الإدارة الحرارية للبطارية هي الهواء والسائل ومواد تغيير الطور. نظرًا للكفاءة وعوامل التكلفة ، تستخدم معظم أنظمة الإدارة الحرارية الحالية للبطاريات السائل كوسيط لنقل الحرارة. المضخة هي المكون الأساسي لنظام الإدارة الحرارية للبطارية.

في الوقت الحالي ، توفر HELLA العديد من المكونات الأساسية لنظام الإدارة الحرارية للبطارية لمركبات الطاقة الجديدة ، وأكثرها تمثيلا هو مضخة المياه المتداولة الإلكترونية MPx ، والتي يمكنها التحكم بدقة في ضغط وتدفق درجة حرارة التشغيل يتم الحفاظ عليها عند مستوى مثالي المستوى لتحقيق متانة نظام البطارية.

بالإضافة إلى ذلك ، يوفر نظام الإدارة الحرارية للبطارية في HELLA أيضًا حل نظام لصناعة السيارات ، وليس مجرد حل منتج ، خاصة في الصين ، وهو أمر مهم جدًا …

إذن ، ما هو حل النظام ، وما هو الحل البسيط؟

شراء جهاز كمبيوتر ، على سبيل المثال ، تخبر البائع بالأداء والاستخدام والسعر المناسب ، يساعدك البائع في اختيار بعض المنتجات ويخبرك بسياسة الضمان ، ويتوهمك ، ويدفع ، ويخطر البائع أنك تريد تثبيت أي إصدار من نظام التشغيل ، في اليوم التالي على الكمبيوتر ، بعد تسجيلك لشيء ما ، يتعطل الكمبيوتر مباشرة للتاجر – وهذا ما يسمى بحل النظام.

الحل الوحيد هو شراء الغلاف الخاص بك ، ووحدة المعالجة المركزية ، والمروحة ، والذاكرة ، والقرص الصلب ، وبطاقة الرسومات من السوق ، ثم صنع واحدة بنفسك. لا يمكن حل هذه العملية في غضون يومين. ولا يوجد ضمان على الكمبيوتر المُجمع. بمجرد فشل الماكينة ، تحتاج إلى الذهاب إلى الأجزاء للصيانة واحدة تلو الأخرى ، والتواصل مع موردي الأجزاء المعنيين بعد العثور على الأجزاء المعيبة. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة تلف ملحق تابع لجهة خارجية بسبب عطل في الملحق ، على سبيل المثال ، احتراق وحدة المعالجة المركزية بسبب مشكلة في المروحة ، فمن الأفضل دفع تكلفة المروحة الجديدة بواسطة مورد المروحة ، و لن يتم تعويض فقدان وحدة المعالجة المركزية …

هذا هو الفرق بين حل النظام والحل الفردي.