In quanto principale fonte di energia per i veicoli a nuova energia, le batterie sono di grande importanza per questi veicoli. Durante l'utilizzo effettivo del veicolo, la batteria dovrà affrontare condizioni di funzionamento complesse e mutevoli.
A basse temperature, la resistenza interna delle batterie agli ioni di litio aumenta e la capacità diminuisce. In casi estremi, l'elettrolita si congela e la batteria non può essere scaricata. Le prestazioni a basse temperature del sistema di batterie saranno notevolmente compromesse, con conseguenti ripercussioni sulla potenza in uscita dei veicoli elettrici. Riduzione del consumo di energia e dell'autonomia. Quando si ricaricano veicoli a nuova energia a basse temperature, il BMS generale riscalda la batteria a una temperatura adeguata prima di caricarla. Se non gestito correttamente, si verificherà un sovraccarico di tensione istantaneo, con conseguente cortocircuito interno e ulteriore fumo, incendio o persino esplosione.
Ad alte temperature, un guasto al controllo del caricabatterie può causare una violenta reazione chimica all'interno della batteria e generare molto calore. Se il calore si accumula rapidamente all'interno della batteria senza avere il tempo di dissiparsi, la batteria potrebbe perdere, emettere gas, fumo, ecc. Nei casi più gravi, la batteria brucerà violentemente ed esploderà.
Il sistema di gestione termica della batteria (Battery Thermal Management System, BTMS) è la funzione principale del sistema di gestione della batteria. La gestione termica della batteria comprende principalmente le funzioni di raffreddamento, riscaldamento ed equalizzazione della temperatura. Le funzioni di raffreddamento e riscaldamento sono principalmente regolate in base al possibile impatto della temperatura ambiente esterna sulla batteria. L'equalizzazione della temperatura viene utilizzata per ridurre la differenza di temperatura all'interno del pacco batteria e prevenire il rapido decadimento causato dal surriscaldamento di una determinata parte della batteria. Un sistema di regolazione a circuito chiuso è composto da un mezzo conduttore di calore, un'unità di misurazione e controllo e un'apparecchiatura di controllo della temperatura, in modo che la batteria di potenza possa funzionare entro un intervallo di temperatura adeguato per mantenere il suo stato di utilizzo ottimale e garantire le prestazioni e la durata del sistema di batterie.
1. Modalità di sviluppo del modello "V" del sistema di gestione termica
Come componente del sistema di batterie di potenza, anche il sistema di gestione termica è sviluppato secondo il modello di sviluppo "V" dell'industria automobilistica. Solo in questo modo è possibile migliorare l'efficienza di sviluppo, ridurre i costi di sviluppo e ridurre il sistema di garanzia. Affidabilità, sicurezza e longevità.
Di seguito è riportato il modello "V" di sviluppo del sistema di gestione termica. In generale, il modello è costituito da due assi, uno orizzontale e uno verticale: l'asse orizzontale è composto da quattro linee principali di sviluppo in avanti e una linea principale di verifica inversa, e la linea principale è lo sviluppo in avanti, tenendo conto della verifica inversa a circuito chiuso; l'asse verticale è costituito da tre livelli: componenti, sottosistemi e sistemi.
La temperatura della batteria influisce direttamente sulla sua sicurezza, pertanto la progettazione e la ricerca del sistema di gestione termica rappresentano uno dei compiti più critici nella progettazione del sistema. La progettazione e la verifica della gestione termica del sistema devono essere eseguite in stretta conformità con il processo di progettazione della gestione termica della batteria, il sistema di gestione termica della batteria e le tipologie di componenti, la selezione dei componenti del sistema di gestione termica e la valutazione delle prestazioni del sistema di gestione termica. Al fine di garantire le prestazioni e la sicurezza della batteria.
1. Requisiti del sistema di gestione termica. In base ai parametri di input di progettazione, come l'ambiente di utilizzo del veicolo, le condizioni operative del veicolo e l'intervallo di temperatura della cella della batteria, condurre un'analisi della domanda per chiarire i requisiti del sistema di batterie per il sistema di gestione termica; i requisiti di sistema, in base all'analisi dei requisiti, determinano le funzioni del sistema di gestione termica e gli obiettivi di progettazione del sistema. Questi obiettivi di progettazione includono principalmente il controllo della temperatura delle celle della batteria, la differenza di temperatura tra le celle della batteria, il consumo energetico e i costi del sistema.
2. Framework del sistema di gestione termica. In base ai requisiti di sistema, il sistema è suddiviso in sottosistema di raffreddamento, sottosistema di riscaldamento, sottosistema di isolamento termico e sottosistema di ostruzione della fuga termica (TRo), e vengono definiti i requisiti di progettazione di ciascun sottosistema. Allo stesso tempo, viene eseguita un'analisi di simulazione per verificare inizialmente la progettazione del sistema. Ad esempioRiscaldatore del refrigeratore PTC, Riscaldatore d'aria PTC, pompa dell'acqua elettronica, ecc.
3. Progettazione del sottosistema: determinare innanzitutto l'obiettivo di progettazione di ciascun sottosistema in base alla progettazione del sistema, quindi eseguire la selezione del metodo, la progettazione dello schema, la progettazione dettagliata e l'analisi e la verifica della simulazione per ciascun sottosistema a turno.
4. Progettazione delle parti: determinare innanzitutto gli obiettivi di progettazione delle parti in base alla progettazione del sottosistema, quindi eseguire un'analisi dettagliata della progettazione e della simulazione.
5. Produzione e collaudo di parti, produzione di parti e collaudo e verifica.
6. Integrazione e verifica del sottosistema, per l'integrazione del sottosistema e la verifica del test.
7. Integrazione e test del sistema, verifica dell'integrazione e del test del sistema.
Data di pubblicazione: 02-06-2023
