自動車の電源システムの熱管理は、従来の燃料車の電源システムの熱管理と新エネルギー車の電源システムの熱管理に分けられます。現在、従来の燃料自動車の電源システムの熱管理は非常に成熟しています。従来の燃料自動車はエンジンによって駆動されるため、エンジンの熱管理が従来の自動車の熱管理の焦点です。エンジンの熱管理には主にエンジンの冷却システムが含まれます。高負荷運転時のエンジンの過熱を防ぐために、自動車システムの熱の 30% 以上をエンジン冷却回路によって放出する必要があります。エンジンの冷却液は車室内の暖房に使用されます。
従来の燃料自動車の発電所は、従来の燃料自動車のエンジンとトランスミッションで構成されていますが、新エネルギー車はバッテリー、モーター、電子制御で構成されています。両者の熱管理方法は大きく変わりました。新エネルギー車の動力バッテリー 通常使用温度範囲は25～40℃です。したがって、バッテリーの熱管理には、バッテリーを保温することと放熱することの両方が必要です。同時に、モーターの温度が高くなりすぎないように注意してください。モーターの温度が高すぎると、モーターの寿命に影響を与えます。したがって、モーターも使用中に必要な放熱対策を講じる必要があります。ここでは、バッテリーの熱管理システムとモーター電子制御などの熱管理システムについて紹介します。
パワーバッテリーの熱管理システムは主に、異なる冷却媒体に基づく空冷、液体冷却、相変化材料冷却、およびヒートパイプ冷却に分かれています。異なる冷却方法の原理とシステム構造はまったく異なります。
1) パワーバッテリー空冷: バッテリーパックと外気は空気の流れを通じて対流熱交換を行います。空冷は大きく自然冷却と強制冷却に分けられます。自然冷却とは、車の走行中に外気がバッテリーパックを冷却することです。強制空冷とは、バッテリーパックに対して強制冷却用のファンを設置することです。空冷の利点は、低コストであり、商用利用が容易であることです。デメリットとしては、放熱効率が低いこと、占有空間率が大きいこと、騒音問題が深刻であることが挙げられます。PTCエアヒーター)
2) パワーバッテリー液体冷却: 液体の流れによってバッテリーパックの熱が奪われます。液体の比熱容量は空気に比べて大きいため、空冷よりも冷却効果が高く、冷却速度も空冷よりも速く、放熱後の温度分布も良好です。バッテリーパックは比較的均一です。したがって、液体冷却は商業的にも広く使用されています。(PTCクーラントヒーター)
3) 相変化材料の冷却: 相変化材料 (PhaseChangematerial、PCM) には、パラフィン、水和塩、脂肪酸などが含まれます。これらは、相変化が起こると、自身の温度は維持されたまま、大量の潜熱を吸収または放出する可能性があります。変更なし。したがって、PCM は追加のエネルギーを消費することなく大きな熱エネルギー貯蔵容量を備えており、携帯電話などの電子製品のバッテリー冷却に広く使用されています。ただし、自動車用電源バッテリーの応用はまだ研究段階にあります。相変化材料は熱伝導率が低いという問題があり、電池と接触しているPCMの表面は溶けるが、他の部分は溶けないため、システムの熱伝達性能が低下し、大型電源には適していません。電池。これらの問題が解決できれば、PCM 冷却は新エネルギー車の熱管理のための最も潜在的な開発ソリューションとなるでしょう。
4) ヒートパイプ冷却: ヒートパイプは、相変化熱伝達に基づくデバイスです。ヒート パイプは、飽和作動媒体/液体 (水、エチレン グリコール、アセトンなど) で満たされた密閉容器または密閉パイプです。ヒートパイプの一方の端は蒸発端、もう一方の端は凝縮端です。バッテリーパックの熱を吸収するだけでなく、バッテリーパックを加熱することもできます。現時点で最も理想的なパワーバッテリーの熱管理システムです。ただし、まだ研究中です。
5) 冷媒直接冷却：直接冷却は、R134a 冷媒やその他の冷媒の蒸発と熱吸収の原理を利用し、バッテリー ボックス内に空調システムの蒸発器を設置してバッテリー ボックスを急速に冷却する方法です。直冷方式のため冷却効率が高く、冷却能力が大きい。
投稿日時: 2023 年 6 月 25 日
