新エネルギー車の主力動力源である動力電池は、新エネルギー車にとって極めて重要です。車両の実際の使用中、電池は複雑かつ変化する動作条件に直面します。
低温下では、リチウムイオン電池の内部抵抗が増加し、容量が低下します。極端な場合には、電解液が凍結し、放電不能に陥ることもあります。電池システムの低温性能は大きく低下し、電気自動車の出力性能の低下、フェードアウト、航続距離の低下につながります。新エネルギー車を低温状態で充電する場合、一般的なBMSは、充電前にまず電池を適切な温度まで加熱します。適切な取り扱いをしないと、瞬間的な過電圧充電につながり、内部短絡を引き起こし、さらには発煙、発火、さらには爆発に至る可能性があります。
高温下で充電器の制御が失敗すると、バッテリー内部で激しい化学反応が起こり、大量の熱が発生する可能性があります。バッテリー内部に熱が急速に蓄積され、放散する時間がない場合は、バッテリーの液漏れ、ガス放出、発煙などが発生する可能性があります。深刻な場合には、バッテリーが激しく発火し、爆発することもあります。
バッテリー熱管理システム（Battery Thermal Management System、BTMS）は、バッテリー管理システムの主要機能です。バッテリーの熱管理には、主に冷却、加熱、温度均一化の機能が含まれます。冷却機能と加熱機能は、主に外部周囲温度がバッテリーに及ぼす可能性のある影響に合わせて調整されます。温度均一化は、バッテリーパック内の温度差を低減し、バッテリーの特定部分の過熱による急激な劣化を防ぐために使用されます。閉ループ制御システムは、熱伝導媒体、測定制御ユニット、温度制御装置で構成されており、パワーバッテリーが適切な温度範囲内で動作し、最適な使用状態を維持し、バッテリーシステムの性能と寿命を確保します。
1. 熱管理システムの「V」型開発モード
パワーバッテリーシステムの構成要素である熱管理システムも、自動車業界のV型開発モデルに準拠して開発されています。シミュレーションツールと多数のテスト検証を活用することで、開発効率の向上、開発コストの削減、保証システムの簡素化を実現しています。信頼性、安全性、そして長寿命を実現しています。
以下は、熱管理システム開発の「V」モデルです。一般的に、このモデルは水平軸と垂直軸の2つの軸で構成されています。水平軸は、4つの順方向開発の主要ラインと1つの逆方向検証の主要ラインで構成され、順方向開発が主軸となります。逆方向閉ループ検証を考慮しています。垂直軸は、コンポーネント、サブシステム、システムの3つのレベルで構成されています。
バッテリーの温度はバッテリーの安全性に直接影響を与えるため、バッテリーの熱管理システムの設計と研究は、バッテリーシステム設計における最も重要なタスクの一つです。バッテリーシステムの熱管理設計と検証は、バッテリーの熱管理設計プロセス、バッテリーの熱管理システムとコンポーネントの種類、熱管理システムのコンポーネントの選択、そして熱管理システムの性能評価に厳密に従って実施する必要があります。これにより、バッテリーの性能と安全性を確保できます。
1. 熱管理システムの要件。車両の使用環境、車両の運転条件、バッテリーセルの温度範囲などの設計入力パラメータに基づいて需要分析を実施し、バッテリーシステムの熱管理システムに対する要件を明確にします。システム要件。要件分析に基づいて、熱管理システムの機能とシステムの設計目標を決定します。これらの設計目標には、主にバッテリーセル温度の制御、バッテリーセル間の温度差、システムのエネルギー消費量とコストが含まれます。
2. 熱管理システムのフレームワーク。システム要件に基づき、システムは冷却サブシステム、加熱サブシステム、断熱サブシステム、熱暴走防止サブシステムに分割され、各サブシステムの設計要件が定義されます。同時に、システム設計の初期検証としてシミュレーション解析が実施されます。例えば、PTCクーラーヒーター, PTCエアヒーター, 電子式ウォーターポンプなど
3. サブシステム設計では、まずシステム設計に従って各サブシステムの設計目標を決定し、次に各サブシステムに対して方法の選択、スキーム設計、詳細設計、シミュレーション分析と検証を順番に実行します。
4. 部品設計では、まずサブシステム設計に従って部品の設計目標を決定し、その後、詳細設計とシミュレーション分析を実行します。
5.部品の製造および試験、部品の製造、試験および検証。
6. サブシステムの統合と検証（サブシステムの統合とテストの検証）。
7. システム統合とテスト、システム統合とテストの検証。
投稿日時: 2023年6月2日
