低温条件下での電気自動車バッテリー熱管理システムの最適化

電気自動車の市場シェアが拡大するにつれて、自動車メーカーは研究開発の重点を徐々に動力電池とインテリジェント制御に移しつつあります。動力電池の化学的特性により、温度は動力電池の充放電性能と安全性に大きな影響を与えます。そのため、電気自動車の開発において、電池の熱管理システムの設計はより優先度が高くなっています。既存の主流の電気自動車電池の熱管理システム構造をベースに、テスラの八方弁ヒートポンプシステム技術と組み合わせ、動力電池の動作原理と熱管理システムの長所と短所を分析しました。車内温度が低い場合の電力損失、航続距離の短縮、充電電力の低下などの問題があり、動力電池の熱管理システムの最適化スキームを提案しています。

伝統的なエネルギー源の持続不可能性と環境汚染の増加により、各国の政府と自動車メーカーは新エネルギー車への転換を加速し、主に純電気で駆動する電気自動車の開発促進に重点を置いています。電気自動車の市場シェアが拡大し続けるにつれて、動力バッテリーとインテリジェント制御は電気自動車の技術開発のトレンドになりつつあります。より良い解決策は見つかりませんでした。従来のガソリン車とは異なり、電気自動車は廃熱を利用して車内とバッテリーパックを暖めることができません。そのため、電気自動車では、すべての暖房活動を暖房とエネルギー源を通じて完了する必要があります。したがって、車両の残りのエネルギーの利用率をどのように向上させるかが、電気自動車の熱管理システムの大きな課題となります。

その電気自動車の熱管理システム熱の流れを管理することで、車両のさまざまな部分の温度を調節します。主に車両のモーター、バッテリー、コックピットの温度制御が含まれます。バッテリーシステムとコックピットは、冷熱の双方向調整を考慮する必要がありますが、モーターシステムは放熱のみを考慮する必要があります。初期の電気自動車の熱管理システムのほとんどは、空冷放熱システムでした。このタイプの熱管理システムは、コックピットの温度調整をシステムの主な設計目標とし、モーターとバッテリーの温度制御をほとんど考慮しなかったため、動作中に3電気システムの電力が無駄になりました。発生する熱。モーターとバッテリーの出力が増加するにつれて、空冷放熱システムはもはや車両の基本的な熱管理ニーズを満たすことができなくなり、熱管理システムは液体冷却の時代に入りました。液体冷却システムは、放熱効率を向上させるだけでなく、バ​​ッテリーの絶縁システムも向上させます。液体冷却システムは、バルブボディを制御することで、熱の方向を積極的に制御できるだけでなく、車内のエネルギーを最大限に活用することができます。

バッテリーとコックピットの加熱は、主に温度係数（PTC）サーミスタ加熱、電熱フィルム加熱、ヒートポンプ加熱の3つの加熱方式に分けられます。電気自動車の動力バッテリーは化学的特性上、低温下では車体出力の低下、航続距離の短縮、低温下での充電電力の低下などの問題が生じます。電気自動車が様々な過酷な条件下で適切な動作環境を確保し、使用ニーズを満たすためには、バッテリーの熱管理システムを改良し、低温条件に合わせて最適化する必要があります。

バッテリーの冷却方法

熱伝達媒体の違いにより、バッテリーの熱管理システムは、空気媒体熱管理システム、液体媒体熱管理システム、相変化材料熱管理システムの3種類に分けられます。空気媒体熱管理システムは、自然冷却システムと空冷システムに分けられます。冷却システムには2種類あります。

PTCサーミスタ加熱は、バッテリーパックの周囲にPTCサーミスタ加熱ユニットと絶縁コーティングを配置する必要があります。車両バッテリーパックを加熱する必要がある場合、システムはPTCサーミスタに通電して発熱させ、ファンを介してPTCサーミスタに空気を送り込みます。PTCクーラントヒーター/PTCエアヒーター）。サーミスタ加熱フィンがそれを加熱し、最終的に熱い空気をバッテリーパック内に導き、内部を循環させることで、バッテリーを加熱します。