בטווח הארוך, רכבי אנרגיה חדשים, במיוחד רכבים חשמליים טהורים, ימשיכו לשמור על תנופת הצמיחה העולמית שלהם, עם דרישות פליטה מחמירות, יותר ויותר טכנולוגיית סוללה ומחירים אופטימליים, שיפור מתמיד בתשתיות וקבלת צרכנים לכלי רכב חשמליים. גבוה יותר ויותר.

הרכיב היקר ביותר במכונית חשמלית הוא המצבר. עבור סוללות, זמן הוא לא סכין, אבל הטמפרטורה היא סכין. לא משנה כמה טובה טכנולוגיית הסוללה, טמפרטורות קיצוניות הן בעיה. לכן, נוצרה מערכת הניהול התרמית של הסוללה.

לגבי אוצר מילים כמו ליתיום משולש ומערכת חשמלית משולשת, כבר דנו בעבר בשיעור האוריינות, והיום אנחנו הולכים למשוך את מערכת הניהול התרמית של הסוללה של כלי רכב חשמליים. לשם כך, התייעצנו עם מר לארס קוסטד, מוביל הפרויקט של סוכנות היישום HELLA China, המומחה בתחום זה.

מהי מערכת ניהול תרמית?

אל תלכו שולל על ידי המילה הזו, זה כמו אריזת טלפון נייד בצד הדרך, או, בלשון המעטה, “גימור פולימרי”. “מערכת ניהול תרמית” היא יותר כמו מונח מקיף.

מערכות ניהול תרמיות שונות מכוונות לאזורים שונים, כמו מיכל המים של המנוע, והמזגן במכונית הוא הגורם הגדול ביותר בקביעת נוחות הנסיעה – אבל הם לא. בכל פעם שהמזגן של הרכב מופסק, לא משנה כמה עוצמת הסינון של השלדה חזקה, כמה טוב ה-NVH? רולס רויס ​​ללא מזגן אינו טוב כמו צ’רי – במיוחד בתקופה זו של השנה, מזגנים חיוניים לחייהם של בעלי רכב. חָשׁוּב.

מערכת ניהול תרמית של מצבר רכב חשמלי מתייחס למעשה לנקודה זו.

מדוע סוללות זקוקות למערכת ניהול תרמית?

בהשוואה לרכבי דלק, הסיכון הבטיחותי ה”ייחודי” של רכבים חשמליים טמון בשליטה התרמית של סוללת החשמל. לאחר מתרחשת בריחה תרמית, מתרחשת דיפוזיה של שרשרת הדומה לתגובה תרמו-גרעינית.

קח את סוללת הליתיום המפורסמת 18650 כדוגמה. תאי סוללה רבים יוצרים ערכת סוללות. אם החום של תא סוללה אחד יצא משליטה, החום יועבר לסביבה, ואז לתאי הסוללה שמסביב תהיה תגובת שרשרת בזה אחר זה כמו חזיז. במהלך תהליך זה, יוזמו נושאי מחקר רבים, כולל שיעורי עליית טמפרטורת ביניים, יצירת חום כימי וחשמלי, העברת חום והסעה.

הדרך הקלה והיעילה ביותר לשלוט על בריחת שרשרת תרמית כזו היא הוספת שכבת בידוד בין יחידות סוללת הכוח-כיום שמים לב אליה רכבי דלק רבים, ומעגל של שכבת בידוד מונחת בצד החיצוני של המצבר.

למרות ששכבת הבידוד היא הסוג הפשוט ביותר של מערכת ניהול תרמית של סוללות, היא גם הבעייתית ביותר. מצד אחד, עובי שכבת הבידוד ישפיע ישירות על הנפח הכולל של ערכת הסוללות; מצד שני, שכבת הבידוד היא “מערכת ניהול תרמית פסיבית” המאיטה את ערכת הסוללות כאשר היא זקוקה לחימום או קירור.

טמפרטורת העבודה הטובה ביותר של סוללת ליתיום מסורתית היא 0 ℃ ~ 40 ℃. טמפרטורה מופרזת תפחית את קיבולת האחסון של הסוללה ואת חיי המחזור של הסוללה. למעשה, סביר מאוד שטמפרטורת הקרקע בקיץ תעלה על 40 מעלות צלזיוס, וכולם יודעים שהטמפרטורה של מכונית סגורה עשויה לעלות על 60 מעלות צלזיוס בקיץ. באופן דומה, החלק הפנימי של ערכת הסוללות הוא גם חלל מצומצם והוא יהיה חם מאוד… עבור כלי רכב חשמליים, מערכת ניהול תרמית מלאה של הסוללה חשובה מאוד.

מותג מסוים של רכבים חשמליים שנמכר בקנה מידה גדול בצפון אמריקה בשנת 2011, בשל מערכת הניהול התרמית הפשוטה יחסית של הסוללה, קיבולת הסוללה ירדה מאוד לאחר 5 שנים, וכתוצאה מכך בעלי רכבים בצפון אמריקה נאלצו לשלם 5,000 דולר כדי להחליף את הסוללה. .

ואם הטמפרטורה נמוכה מ-0 מעלות צלזיוס, קיבולת הפריקה של סוללות ליתיום רגילות תופחת – המכונה גם “פועלת”. יתרה מכך, ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך פעילות היינון של הסוללה גרועה יותר, מה שיוביל לירידה ביעילות הטעינה, כלומר “קשה לטעינה וקיבולת נמוכה”. מערכת ניהול תרמית טובה של הסוללה תחמם את ערכת הסוללות לפני הטעינה בטמפרטורה נמוכה, ואף בעלת פונקציית בידוד באנרגיה נמוכה כאשר ספק הכוח מחובר.

למעשה, חלק מהחברות פיתחו סוללות ליתיום בטמפרטורה נמוכה המתאימות לטמפרטורות סביבתיות קיצוניות. לדוגמה, סוללת ליתיום בטמפרטורה נמוכה המיועדת לסביבות קוטביות יכולה להשיג טעינה מהירה ב-0.2C ב-40°C ויכולת פריקה של לא פחות מ-80%. אחרים עובדים היטב בטווח הטמפרטורות של -50 מעלות צלזיוס עד 70 מעלות צלזיוס ואינם דורשים עזרה ממערכת ניהול תרמית.

סוללות ליתיום אלו מתקשות לענות על הצרכים של חברות רכב מבחינת צפיפות אנרגיה ועלות, ולכן עבור חברות רכב, מערכות ניהול תרמיות של סוללות הן עדיין פתרון כלכלי להבטחת חיי הסוללה ותנאי הפעולה.

כיצד פועלת מערכת הניהול התרמית של הסוללה?

עקרון העבודה של מערכת הניהול התרמי של הסוללה דומה לזה של מזגן ביתי. במילים פשוטות, יחידת המדידה והבקרה אחראית על ניטור הטמפרטורה, ורכיב בקרת הטמפרטורה מניע את מדיום העברת החום להשלמת בקרת הטמפרטורה הסופית. עם זאת, דיוק בקרת הטמפרטורה של מערכת הניהול התרמי של הסוללה גבוה בהרבה מזה של מזגנים ביתיים, והיא יכולה אפילו לנטר את הטמפרטורה של תא סוללה בודד בחבילת סוללות.

אמצעי הולכת החום הנפוצים במערכת הניהול התרמית של הסוללה הם חומרי אוויר, נוזל ושינוי פאזה. בשל גורמי היעילות והעלות, רוב מערכות הניהול התרמיות של הסוללות המיינסטרים הנוכחיות משתמשות בנוזל כמדיום להעברת חום. המשאבה היא מרכיב הליבה של מערכת ניהול תרמי סוללה זו.

נכון להיום, HELLA מספקת רכיבי ליבה רבים למערכת הניהול התרמי של הסוללה של רכבי אנרגיה חדשים, המייצגת ביותר שבהן היא משאבת המים האלקטרונית MPx, שיכולה לשלוט במדויק על הלחץ והזרימה של טמפרטורת הפעולה נשמרת בצורה אידיאלית רמה כדי להשיג את העמידות של מערכת הסוללות.

בנוסף, מערכת הניהול התרמית של הסוללות של HELLA מספקת גם פתרון מערכתי לתעשיית הרכב, לא רק פתרון מוצר, במיוחד בסין, וזה מאוד חשוב…

אז מהו פתרון מערכת ומהו פתרון פשוט?

קנה מחשב, למשל, אתה אומר למוכר את הביצועים, השימוש והמחיר סביר, המוכר עוזר לך לבחור כמה מוצרים ואומר לך את מדיניות האחריות, תאהב אותך, שלם, והודיע ​​למוכר שאתה רוצה להתקין כל גרסה של מערכת ההפעלה , למחרת במחשב, אחרי שאתה חותם על משהו, המחשב קורס ישירות לסוחר-זה נקרא פתרון מערכת.

הפתרון היחיד הוא לקנות מעטפת, מעבד, מאוורר, זיכרון, כונן קשיח, כרטיס גרפי משלך בשוק, ואז להכין אחד בעצמך. תהליך זה לא ניתן לפתרון תוך יומיים. ולמחשב המורכב אין אחריות. ברגע שהמכונה מתקלקלת, עליך לגשת לחלקים לצורך תחזוקה בזה אחר זה, ולתקשר עם ספקי החלפים הרלוונטיים לאחר מציאת החלקים הפגומים. בנוסף, אם אביזר צד ג’ ניזוק עקב תקלה באביזר, למשל, המעבד נשרף עקב בעיית מאוורר, עדיף לשלם את עלות המאוורר החדש על ידי ספק המאוורר, וכן אובדן המעבד לא יפוצה…

זה ההבדל בין פתרון מערכת לפתרון יחיד.