La gestione termica del sistema di alimentazione automobilistico si divide in gestione termica del sistema di alimentazione dei veicoli a carburante tradizionale e gestione termica del sistema di alimentazione dei veicoli a nuova energia. La gestione termica del sistema di alimentazione dei veicoli a carburante tradizionale è ormai molto matura. Il veicolo a carburante tradizionale è alimentato dal motore, quindi la gestione termica del motore è al centro della gestione termica automobilistica tradizionale. La gestione termica del motore include principalmente il sistema di raffreddamento del motore. Oltre il 30% del calore nel sistema dell'auto deve essere dissipato dal circuito di raffreddamento del motore per evitare che il motore si surriscaldi durante il funzionamento ad alto carico. Il liquido di raffreddamento del motore viene utilizzato per riscaldare l'abitacolo.
La centrale elettrica dei veicoli a combustibile tradizionale è composta da motori e trasmissioni, mentre i veicoli a nuova energia sono composti da batterie, motori e controlli elettronici. I metodi di gestione termica di entrambi hanno subito grandi cambiamenti. La batteria di alimentazione dei veicoli a nuova energia ha un intervallo di temperatura di esercizio normale compreso tra 25 e 40 °C. Pertanto, la gestione termica della batteria richiede sia il mantenimento della temperatura che la dissipazione del calore. Allo stesso tempo, la temperatura del motore non dovrebbe essere troppo elevata. Se la temperatura del motore è troppo elevata, ne influirà sulla durata utile. Pertanto, anche il motore deve adottare le necessarie misure di dissipazione del calore durante l'uso. Di seguito è riportata un'introduzione al sistema di gestione termica della batteria e al sistema di gestione termica del controllo elettronico del motore e di altri componenti.
Sistema di gestione termica della batteria di alimentazione
Il sistema di gestione termica della batteria di potenza si suddivide principalmente in raffreddamento ad aria, raffreddamento a liquido, raffreddamento con materiali a cambiamento di fase e raffreddamento con heat pipe, basato su diversi fluidi refrigeranti. I principi e le strutture di sistema dei diversi metodi di raffreddamento sono piuttosto diversi.
1) Raffreddamento ad aria della batteria: il pacco batteria e l'aria esterna conducono uno scambio termico convettivo attraverso il flusso d'aria. Il raffreddamento ad aria è generalmente suddiviso in raffreddamento naturale e raffreddamento forzato. Il raffreddamento naturale si verifica quando l'aria esterna raffredda il pacco batteria quando l'auto è in funzione. Il raffreddamento ad aria forzata consiste nell'installare una ventola per il raffreddamento forzato del pacco batteria. I vantaggi del raffreddamento ad aria sono il basso costo e la facile applicazione commerciale. Gli svantaggi sono la bassa efficienza di dissipazione del calore, l'ampio rapporto di occupazione dello spazio e gravi problemi di rumore.Riscaldatore d'aria PTC)
2) Raffreddamento a liquido della batteria: il calore del pacco batteria viene dissipato dal flusso del liquido. Poiché la capacità termica specifica del liquido è maggiore di quella dell'aria, l'effetto di raffreddamento del raffreddamento a liquido è migliore di quello del raffreddamento ad aria, e anche la velocità di raffreddamento è maggiore di quella del raffreddamento ad aria, e la distribuzione della temperatura dopo la dissipazione del calore del pacco batteria è relativamente uniforme. Pertanto, il raffreddamento a liquido è ampiamente utilizzato anche a livello commerciale.Riscaldatore del refrigerante PTC)
3) Raffreddamento dei materiali a cambiamento di fase: i materiali a cambiamento di fase (PhaseChangeMaterial, PCM) includono paraffina, sali idrati, acidi grassi, ecc., che possono assorbire o rilasciare una grande quantità di calore latente quando si verifica un cambiamento di fase, mantenendo invariata la propria temperatura. Pertanto, il PCM ha un'elevata capacità di accumulo di energia termica senza ulteriore consumo di energia ed è ampiamente utilizzato nel raffreddamento delle batterie di prodotti elettronici come i telefoni cellulari. Tuttavia, l'applicazione alle batterie per autoveicoli è ancora in fase di ricerca. I materiali a cambiamento di fase presentano il problema della bassa conduttività termica, che causa la fusione della superficie del PCM a contatto con la batteria, mentre altre parti non si fondono, riducendo le prestazioni di trasferimento del calore del sistema e non sono adatti per batterie di grandi dimensioni. Se questi problemi verranno risolti, il raffreddamento tramite PCM diventerà la soluzione di sviluppo più promettente per la gestione termica dei veicoli a nuova energia.
4) Raffreddamento a tubo di calore: un tubo di calore è un dispositivo basato sul trasferimento di calore a cambiamento di fase. Un tubo di calore è un contenitore o un tubo sigillato riempito con un fluido/liquido di lavoro saturo (acqua, glicole etilenico o acetone, ecc.). Una sezione del tubo di calore è l'estremità di evaporazione e l'altra estremità è l'estremità di condensazione. Non solo può assorbire il calore del pacco batteria, ma anche riscaldarlo. Attualmente è il sistema di gestione termica delle batterie più ideale. Tuttavia, è ancora in fase di ricerca.
5) Raffreddamento diretto del refrigerante: il raffreddamento diretto è un metodo che sfrutta il principio del refrigerante R134a e di altri refrigeranti per evaporare e assorbire il calore, installando l'evaporatore del sistema di condizionamento dell'aria nel vano batteria per raffreddarlo rapidamente. Il sistema di raffreddamento diretto offre un'elevata efficienza di raffreddamento e una grande capacità di raffreddamento.
Data di pubblicazione: 29-04-2024
