Ջերմային կառավարման լուծումներ մարտկոցային համակարգերի համար

Անկասկած, ջերմաստիճանի գործոնը վճռորոշ ազդեցություն ունի մարտկոցների աշխատանքի, կյանքի և անվտանգության վրա: Ընդհանուր առմամբ, մենք ակնկալում ենք, որ մարտկոցային համակարգը կաշխատի 15~35℃ տիրույթում՝ լավագույն ելքային և մուտքային հզորության, առավելագույն հասանելի էներգիայի և ամենաերկար ցիկլի կյանքի ապահովման համար (չնայած ցածր ջերմաստիճանում պահեստավորումը կարող է երկարացնել մարտկոցի օրացույցային կյանքը, սակայն կիրառություններում ցածր ջերմաստիճանում պահեստավորում կիրառելը այդքան էլ իմաստ չունի, և մարտկոցները այս առումով շատ նման են մարդկանց):

Ներկայումս մարտկոցային համակարգի ջերմային կառավարումը կարելի է հիմնականում բաժանել չորս կատեգորիայի՝ բնական սառեցում, օդային սառեցում, հեղուկային սառեցում և ուղղակի սառեցում: Դրանց թվում բնական սառեցումը պասիվ ջերմային կառավարման մեթոդ է, մինչդեռ օդային սառեցումը, հեղուկային սառեցումը և ուղղակի հոսանքը ակտիվ են: Այս երեքի միջև հիմնական տարբերությունը ջերմափոխանակման միջավայրի տարբերությունն է:

· Բնական սառեցում
Ազատ սառեցումը ջերմափոխանակման համար լրացուցիչ սարքեր չունի: Օրինակ, BYD-ն բնական սառեցում է կիրառել Qin, Tang, Song, E6, Tengshi և LFP մարտկոցներ օգտագործող այլ մոդելներում: Հասկանալի է, որ հաջորդ BYD-ն կանցնի հեղուկ սառեցման եռակի մարտկոցներ օգտագործող մոդելների համար:

· Օդային սառեցում (PTC օդային ջեռուցիչ)
Օդային սառեցումը որպես ջերմափոխանակիչ օգտագործում է օդը։ Կան երկու տարածված տեսակներ։ Առաջինը կոչվում է պասիվ օդային սառեցում, որն անմիջապես օգտագործում է արտաքին օդը ջերմափոխանակման համար։ Երկրորդ տեսակը ակտիվ օդային սառեցումն է, որը կարող է նախապես տաքացնել կամ սառեցնել արտաքին օդը՝ մարտկոցային համակարգ մտնելուց առաջ։ Սկզբնական շրջանում ճապոնական և կորեական շատ էլեկտրական մոդելներ օգտագործում էին օդային սառեցմամբ լուծումներ։

· Հեղուկային սառեցում
Հեղուկային սառեցման համար որպես ջերմափոխանակիչ միջավայր օգտագործվում է հակասառեցնող նյութ (օրինակ՝ էթիլենգլիկոլ): Լուծույթում սովորաբար կան մի քանի տարբեր ջերմափոխանակման շղթաներ: Օրինակ՝ VOLT-ը ունի ռադիատորի շղթա, օդորակիչի շղթա (PTC օդորակիչ), և PTC միացում (PTC սառեցնող հեղուկի տաքացուցիչՄարտկոցի կառավարման համակարգը արձագանքում է, կարգավորվում և միանում է՝ համաձայն ջերմային կառավարման ռազմավարության: TESLA Model S-ը ունի շարժիչի սառեցման հետ հաջորդական միացում: Երբ մարտկոցը անհրաժեշտ է տաքացնել ցածր ջերմաստիճանում, շարժիչի սառեցման սխեման հաջորդական միացում է մարտկոցի սառեցման սխեմային, և շարժիչը կարող է տաքացնել մարտկոցը: Երբ մարտկոցը բարձր ջերմաստիճանի է, շարժիչի սառեցման սխեման և մարտկոցի սառեցման սխեման կկարգավորվեն զուգահեռաբար, և երկու սառեցման համակարգերը անկախ կտարածեն ջերմությունը:

1. Գազի կոնդենսատոր

2. Երկրորդային կոնդենսատոր

3. Երկրորդային կոնդենսատորի օդափոխիչ

4. Գազի կոնդենսատորի օդափոխիչ

5. Օդորակիչի ճնշման սենսոր (բարձր ճնշման կողմ)

6. Օդորակիչի ջերմաստիճանի սենսոր (բարձր ճնշման կողմ)

7. Էլեկտրոնային օդորակիչի կոմպրեսոր

8. Օդորակիչի ճնշման սենսոր (ցածր ճնշման կողմ)

9. Օդորակիչի ջերմաստիճանի սենսոր (ցածր ճնշման կողմ)

10. Ընդարձակման փական (սառեցուցիչ)

11. Ընդարձակման փական (գոլորշիացնող)

· Ուղղակի սառեցում
Ուղղակի սառեցման դեպքում որպես ջերմափոխանակիչ միջավայր օգտագործվում է սառնագենտ (փուլափոխող նյութ): Սառնագենտը կարող է մեծ քանակությամբ ջերմություն կլանել գազ-հեղուկ փուլային անցման ընթացքում: Սառնագենտի համեմատ ջերմափոխանակման արդյունավետությունը կարող է մեծանալ ավելի քան երեք անգամ, և մարտկոցը կարող է ավելի արագ փոխարինվել: Համակարգի ներսում ջերմությունը հեռացվում է: Ուղղակի սառեցման սխեման կիրառվել է BMW i3-ում:

 

Սառեցման արդյունավետությունից բացի, մարտկոցային համակարգի ջերմային կառավարման սխեման պետք է հաշվի առնի բոլոր մարտկոցների ջերմաստիճանի կայունությունը: PACK-ը ունի հարյուրավոր բջիջներ, և ջերմաստիճանի սենսորը չի կարող հայտնաբերել յուրաքանչյուր բջիջ: Օրինակ, Tesla Model S-ի մոդուլում կա 444 մարտկոց, բայց տեղադրված են միայն 2 ջերմաստիճանի հայտնաբերման կետեր: Հետևաբար, անհրաժեշտ է մարտկոցը հնարավորինս կայուն դարձնել ջերմային կառավարման նախագծման միջոցով: Եվ լավ ջերմաստիճանի կայունությունը նախապայման է կայուն աշխատանքային պարամետրերի համար, ինչպիսիք են մարտկոցի հզորությունը, կյանքի տևողությունը և SOC-ը: