電気自動車の市場シェアが拡大し続けるにつれ、自動車メーカーは研究開発の焦点を徐々にパワーバッテリーとインテリジェント制御へと移しつつあります。パワーバッテリーは化学的特性上、温度が充電・放電性能や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は、バッテリーの熱管理システムの設計が最優先事項となっています。既存の主流電気自動車用バッテリー熱管理システムの構造をベースに、テスラの8方向バルブ式ヒートポンプシステム技術を組み合わせ、パワーバッテリー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。その結果、冷間時の電力損失、航続距離の短縮、充電電力の低下といった問題点が明らかになり、パワーバッテリーの熱管理システムの最適化案を提案しました。
従来のエネルギー源の持続不可能性と環境汚染の増加により、各国の政府や自動車メーカーは、主に純粋な電気で駆動する電気自動車の開発促進に重点を置き、新エネルギー車への移行を加速させています。電気自動車の市場シェアが拡大し続けるにつれて、パワーバッテリーとインテリジェント制御が電気自動車の技術開発トレンドとなっています。より良い解決策は見つかっていません。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やバッテリーパックを加熱することができません。そのため、電気自動車では、すべての加熱活動は加熱源とエネルギー源によっ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をどのように改善するかが、自動車の熱管理システムにおける電気自動車の主要な課題となっています。
の電気自動車の熱管理システム熱管理システムは、車両のさまざまな部分の温度を熱の流れを管理することによって調整します。主な対象は、車両のモーター、バッテリー、コックピットの温度制御です。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れば済みます。電気自動車の初期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せず、動作中に発生する熱によって3つの電気システムの電力を浪費していました。モーターとバッテリーの出力が増加するにつれて、空冷放熱システムでは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冷の時代に入りました。液冷システムは、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強化します。液冷システムは、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、車両内部のエネルギーを最大限に活用できます。
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。電気自動車のパワーバッテリーの化学的特性により、低温条件下では、冷間時の電力損失、航続距離の短縮、充電電力の低下などの問題が発生します。電気自動車がさまざまな極限条件下で適切な動作状態を達成できるようにし、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低温条件向けに改善および最適化する必要があります。
バッテリー冷却方法
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種類に分類でき、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の2種類に分類できます。
PTCサーミスタ加熱では、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。車両の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熱を発生させ、ファンを通してPTCに空気を送り込みます。PTC冷却ヒーター/PTCエアヒーターサーミスタ加熱フィンがそれを加熱し、最終的に熱風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。
投稿日時：2023年5月19日
