Általános akkumulátor-hőkezelési technológiák
az új energiájú járművek számára
Az új energetikai járművek hűtőrendszere általában három részből áll: akkumulátorhűtés keringető rendszerből, motoros elektronikusan vezérelt hűtőkeringető rendszerből és légkondicionáló meleg levegő keringető rendszerből. A különböző akkumulátor hőkezelési módszerek különböző alkatrészszámokat, szerkezeteket és elrendezéseket foglalnak magukban. A különböző típusú hőkezelési rendszereket a járműfejlesztési költségek, a jármű tömege és az elrendezés helyigénye alapján választják ki. Fő műszaki útvonalai a következő öt típust foglalják magukban.
1. Közvetlen hűtéses típus
Az akkumulátoros közvetlen hűtési technológiának nevezett közvetlen hűtési rendszer az akkumulátor belsejében beépített hűtőpárologtatóval rendelkezik, és csővezetékeken keresztül csatlakozik a légkondicionáló rendszerhez. Amikor az akkumulátort le kell hűteni, egy kompresszor segítségével a sűrített hűtőközeget az akkumulátor belsejében lévő elpárologtatóba küldik, majd eltávolítják az akkumulátort. A belső hő hűsítő hatást ér el. A rendszer előnye a kompakt felépítés, a jó hűtőhatás, a kis alkatrészszám (csak egy bemeneti és egy kimeneti hűtőcsőre van szükség), valamint a kis súly. Ennek a rendszernek azonban az a hátránya, hogy nem tudja felmelegíteni az akkumulátort nulla alatti alacsony hőmérsékleten, a hűtési folyamat során keletkező kondenzvíz nem védett, és a hűtőközeg hőmérséklet-egyenletessége nehezen szabályozható. A hűtőrendszer rövid élettartamú és alacsony megbízhatóságú, és gyakran előfordul hűtőközeg-szivárgás. Szivárgás, elégtelen hűtőkapacitás és egyéb hibák. Ez a legújabb akkumulátorhűtési technológia, viszonylag alacsony érettséggel. A piacon olyan sorozatgyártású modellekben alkalmazták, mint a BYD és a Tesla. Ez egy jelentős műszaki út a jövőben, amint azt az 1. ábra mutatja.
2. Radiátoros vízhűtés típusa
A radiátor hűtőkör egy független kör, amely radiátorból, elektronikus vízszivattyúból, fűtőtestből stb. áll, fagyálló közeggel. A fagyálló kijön a radiátorból, áthalad a fűtőelemen, majd az akkumulátoron, végül visszatér a radiátorba. Ez a ciklus lehűti és felmelegíti az akkumulátort. A rendszer előnye az egyszerű felépítés, az alacsony költség és az energiatakarékosság alacsony hőmérsékletű környezetben egész évben. Ennek a rendszernek a hőelvezetési hatásfoka azonban alacsony, a víz hőmérséklete magas hőmérsékletű klímakörnyezetben nyáron magas, és a magas hőmérsékletű környezetben nem képes megfelelni a 2. ábrán látható működési feltételeknek.
3. Közvetlen hűtővíz hűtési típus
Ez a rendszer integrálja a közvetlen hűtést és a vízhűtést, és áthidalja a légkondicionáló rendszert és a vízhűtő rendszert az akkumulátorhűtő hűtőn (hőcserélőnek is nevezik) keresztül. Ez a rendszer kiküszöböli az első két hűtési mód hiányosságait, és jelenleg az egyik leggyakrabban használt akkumulátoros hőkezelési rendszer. A rendszer több összetevőből áll, mint az előző kettő. A rendszer bonyolultabb és viszonylag nagy helyet igényel az alkatrészek elrendezéséhez. A kompresszor nagy terhelést kap működés közben, ami sok energiát fogyaszt az egész járműre nézve, és rosszul gazdaságos. Ezenkívül, ha a légkondicionáló rendszer egy része meghibásodik, az akkumulátor hűtési igényeit nem lehet maximálisan kielégíteni, lásd a 3. ábrát.
4. Vízhűtéses hibrid típus
Ez a rendszer a közvetlen hűtővizes hűtési rendszeren alapul, és radiátoros vízhűtő rendszerrel egészül ki. A kettő párhuzamos áramkörökben van elrendezve. A mágnesszelep vezérlésével különböző áramköröket használnak az akkumulátor hűtésére különböző körülmények között. Alacsony hőmérsékletű környezetben csak a radiátorvíz hűtőrendszer működik. Magas hőmérsékletű környezetben váltson közvetlen hűtővizes hűtőrendszerre, hogy működjön. Nehéz munkakörülmények között a két rendszer egyszerre tud működni, és az akkumulátor maximális hűtőteljesítményt is elérhet, ami alapvetően minden használati környezetet lefed. Ez a hűtőrendszer rendkívül összetett, magas költségekkel jár, nagy járműelrendezési helyet igényel, összetett rendszervezérlési stratégiákkal rendelkezik, és kihívást jelent a stabilitás és a megbízhatóság terén. Ezt a rendszert a piacon lévő legtöbb hibrid PHEV modellben is használják, és kiforrott technológiával rendelkezik, amint az a 4. ábrán látható.
5. Léghűtés típusa
Ez a rendszer a hideg levegőt közvetlenül az utastér hűtéséből az akkumulátorhoz vezeti a légcsatornán keresztül, és a hideg levegőt használja az akkumulátor léghűtésére. Ennek a rendszernek az előnyei az egyszerű felépítés, a szabályozható hideg levegő hőmérséklet és az alacsony rendszerköltség. Ugyanakkor a közvetlen hűtési rendszer hátrányai is vannak. A rendszernek nincs fűtési funkciója, és az akkumulátor felületén keletkező kondenzvíz nem szárad ki könnyen, az akkumulátor belsejében korrózió és szennyeződés veszélye áll fenn. Az ilyen típusú hőkezelési módszer általában nem ajánlott, lásd az 5. ábrát.
