電気自動車用バッテリーの熱管理

低温条件下での展望の最適化

私たちが直面している問題

低温条件下ではバッテリーの活性が低下する

リチウムイオン電池は、正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで、充電と放電のプロセスを完了します。研究によると、低温環境では、リチウムイオン電池の放電電圧と放電容量が著しく低下します。-20℃では、電池の放電容量は通常時の約60%にしかなりません。低温条件下では、充電電力も低下し、充電時間も長くなります。

冷えた車の再始動 電源オフ

ほとんどの運転条件下では、低温環境に長時間駐車すると、車両システム全体が完全に冷却されます。車両を再始動した際、バッテリーとコックピットは最適な動作温度に達しません。低温条件下ではバッテリーの活性が低下し、航続距離や出力に影響するだけでなく、最大放電電流も制限されるため、車両の安全上の危険が生じます。

解決

ブレーキ熱回収

走行中、特に激しい運転時には、ブレーキシステムのブレーキディスクは摩擦によってより多くの熱を発生します。高性能車のほとんどには、冷却効果を高めるためのブレーキエアダクトが装備されています。ブレーキエアガイドシステムは、車両前方の冷たい空気をフロントバンパーのエアガイドスロットを通してブレーキシステムに導きます。冷たい空気は、ベンチレーテッドブレーキディスクの層間ギャップを通過し、ブレーキディスクから熱を奪います。この熱の一部は外部環境に放出され、完全には利用されません。

将来的には、集熱構造を用いることができる。車両のホイールアーチ内に銅製の放熱フィンとヒートパイプを配置し、ブレーキシステムで発生する熱を収集する。ブレーキディスクを冷却した後、加熱された熱風はフィンとヒートパイプを通過して熱を伝達し、独立した回路に熱が伝達される。そして、この回路を通して熱はヒートポンプシステムの熱交換プロセスに導入される。ブレーキシステムを冷却する際に発生するこの廃熱は、バッテリーパックの加熱と保温に利用される。

重要な拠点として電気自動車、電気自動車の熱管理システム管理するPTCエアコン車両の設計において重要な役割を果たすのは、エネルギー貯蔵、駆動、および車両のキャビン間の熱交換です。バッテリーの熱管理システムを設計する際には、さまざまな環境や動作条件を考慮しながらコストを管理し、車両のすべてのコンポーネントが適切な動作温度になるようにする必要があります。既存のバッテリー熱管理システムは、ほとんどの動作条件下でバッテリーの温度制御要件を満たすことができますが、エネルギー利用、省エネルギー、低温動作条件などの観点から、バッテリーの断熱性能を改善し、完璧にする必要があります。