Цахилгаан батерейны дулаан дамжуулах хэрэгслийн дулааны удирдлагын системийн шинжилгээ

Шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн гол технологийн нэг бол цахилгаан батерей юм. Батерейны чанар нь нэг талаас цахилгаан тээврийн хэрэгслийн өртгийг, нөгөө талаас цахилгаан тээврийн хэрэгслийн жолоодлогын хүрээг тодорхойлдог. Хүлээн зөвшөөрөгдөх, хурдан нэвтрүүлэх гол хүчин зүйл.

Цахилгаан батерейны хэрэглээний шинж чанар, шаардлага, хэрэглээний талбараас харахад дотоод болон гадаадад цахилгаан батерейны судалгаа, хөгжүүлэлтийн төрлүүд нь ойролцоогоор: хар тугалган хүчлийн батерей, никель-кадми батерей, никель-металл гидрид батерей, лити-ион батерей, түлшний элемент гэх мэт бөгөөд эдгээрээс лити-ион батерейны хөгжил хамгийн их анхаарал татаж байна.

Цахилгаан батерейны дулаан үүсгэх зан төлөв

Цахилгаан батерейны модулийн дулааны эх үүсвэр, дулааны үүсгэлтийн хурд, батерейны дулааны багтаамж болон бусад холбогдох параметрүүд нь батерейны мөн чанартай нягт холбоотой. Батерейгаас ялгарч буй дулаан нь батерейны химийн, механик болон цахилгаан шинж чанар, шинж чанар, ялангуяа электрохимийн урвалын шинж чанараас хамаарна. Батерейны урвалд үүссэн дулааны энергийг батерейны урвалын дулаан Qr-ээр илэрхийлж болно; электрохимийн туйлшрал нь батерейны бодит хүчдэлийг тэнцвэрийн цахилгаан хөдөлгөгч хүчнээс хазайхад хүргэдэг бөгөөд батерейны туйлшралаас үүдэлтэй энергийн алдагдлыг Qp-ээр илэрхийлдэг. Урвалын тэгшитгэлийн дагуу явагдах батерейны урвалаас гадна зарим сөрөг урвалууд бас байдаг. Ердийн сөрөг урвалд электролитийн задрал, батерей өөрөө цэнэггүй болох зэрэг орно. Энэ процесст үүссэн сөрөг урвалын дулаан нь Qs юм. Үүнээс гадна, аливаа батерей зайлшгүй эсэргүүцэлтэй байх тул гүйдэл өнгөрөхөд Жоуль дулаан Qj үүснэ. Тиймээс батерейны нийт дулаан нь дараах талуудын дулааны нийлбэр юм: Qt=Qr+Qp+Qs+Qj.

Цэнэглэх (цэнэггүйжүүлэх) тодорхой процессоос хамааран батерейг дулаан ялгаруулдаг гол хүчин зүйлүүд нь бас өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, батерейг хэвийн цэнэглэж байх үед Qr нь давамгайлсан хүчин зүйл болдог; батерейг цэнэглэх сүүлийн шатанд электролитийн задралын улмаас хажуугийн урвал явагдаж эхэлдэг (хажуугийн урвалын дулаан нь Qs), батерей бараг бүрэн цэнэглэгдэж, хэт цэнэглэгдсэн үед голчлон электролитийн задрал явагддаг бөгөөд Qs давамгайлдаг. Жоуль дулааны Qj нь гүйдэл болон эсэргүүцлээс хамаардаг. Түгээмэл хэрэглэгддэг цэнэглэх аргыг тогтмол гүйдлийн дор хийдэг бөгөөд Qj нь энэ үед тодорхой утга юм. Гэсэн хэдий ч асаах болон хурдатгалын үед гүйдэл харьцангуй өндөр байдаг. HEV-ийн хувьд энэ нь хэдэн арван ампераас хэдэн зуун ампер хүртэлх гүйдэлтэй тэнцүү юм. Энэ үед Жоуль дулааны Qj нь маш том бөгөөд батерейны дулаан ялгаруулалтын гол эх үүсвэр болдог.

Дулааны удирдлагын хяналтын үүднээс авч үзвэл дулааны удирдлагын системийг идэвхтэй ба идэвхгүй гэсэн хоёр төрөлд хувааж болно. Дулаан дамжуулах орчны үүднээс авч үзвэл дулааны удирдлагын системийг агаарын хөргөлттэй, шингэн хөргөлттэй, фазын өөрчлөлттэй дулааны хадгалалттай гэж хувааж болно.

Агаарыг дулаан дамжуулах орчин болгон ашиглах дулааны менежмент

Дулаан дамжуулах орчин нь дулааны удирдлагын системийн гүйцэтгэл болон өртөгт ихээхэн нөлөөлдөг. Агаарыг дулаан дамжуулах орчин болгон ашиглах нь агаарыг шууд нэвтрүүлж, дулааныг зайлуулах зорилгоор батерейны модулиар урсгах явдал юм. Ерөнхийдөө сэнс, оролт ба гаралтын агааржуулалт болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд шаардлагатай.
Агаарын хэрэглээний янз бүрийн эх үүсвэрээс хамааран ерөнхийдөө дараах хэлбэрүүд байдаг.
1 Гадна агааржуулалттай идэвхгүй хөргөлт
2. Зорчигчийн тасалгааны агааржуулалтын идэвхгүй хөргөлт/халаалт
3. Гаднах эсвэл зорчигчийн тасалгааны агаарыг идэвхтэй хөргөх/халаах
Идэвхгүй системийн бүтэц нь харьцангуй энгийн бөгөөд одоо байгаа орчноо шууд ашигладаг. Жишээлбэл, өвлийн улиралд батерейг халаах шаардлагатай бол зорчигчийн тасалгааны халуун орчинг агаар амьсгалахад ашиглаж болно. Хэрэв жолоо барих үед батерейны температур хэт өндөр бөгөөд зорчигчийн тасалгааны агаарын хөргөлтийн нөлөө сайн биш бол гаднаас хүйтэн агаарыг амьсгалж хөргөж болно.

Идэвхтэй системийн хувьд халаалт эсвэл хөргөлтийн функцийг хангах, батерейны төлөв байдлаас хамааран бие даан хянах тусдаа системийг бий болгох шаардлагатай бөгөөд энэ нь тээврийн хэрэгслийн эрчим хүчний хэрэглээ болон зардлыг нэмэгдүүлдэг. Өөр өөр системийн сонголт нь голчлон батерейны ашиглалтын шаардлагаас хамаарна.

Дулаан дамжуулах орчин болгон шингэнийг ашиглан дулааны менежмент хийх

Шингэнийг орчин болгон дулаан дамжуулахын тулд модуль болон шингэн орчин, тухайлбал усны хүрэмний хооронд дулаан дамжуулах холбоог бий болгох шаардлагатай бөгөөд ингэснээр конвекц болон дулаан дамжуулалтын хэлбэрээр шууд бус халаалт, хөргөлтийг явуулна. Дулаан дамжуулах орчин нь ус, этилен гликол эсвэл хөргөгч байж болно. Мөн туйлын хэсгийг диэлектрикийн шингэнд дүрэх замаар шууд дулаан дамжуулах боломжтой боловч богино холболтоос зайлсхийхийн тулд тусгаарлах арга хэмжээ авах шаардлагатай.

Идэвхгүй шингэн хөргөлт нь ерөнхийдөө шингэн-хүрээлэн буй орчны агаарын дулаан солилцоог ашигладаг бөгөөд дараа нь хоёрдогч дулаан солилцоонд зориулж аккумляторт хүр хорхойнуудыг оруулдаг бол идэвхтэй хөргөлт нь анхдагч хөргөлтийг бий болгохын тулд хөдөлгүүрийн хөргөлтийн шингэн орчин дахь дулаан солилцуур эсвэл цахилгаан халаалт/дулааны тосны халаалтыг ашигладаг. Халаалт, зорчигчийн бүхээгийн агаар/агааржуулагчийн хөргөлтийн шингэн орчин дахь анхдагч хөргөлтийг ашигладаг.
Агаар болон шингэнийг орчин болгон ашигладаг дулааны удирдлагын системд сэнс, усны шахуурга, дулаан солилцуур, халаагч (PTC агаар халаагч), дамжуулах хоолой болон бусад дагалдах хэрэгслүүд нь бүтцийг хэт том, нарийн төвөгтэй болгохоос гадна батерейны эрчим хүч, массивыг зарцуулдаг. Батерейны эрчим хүчний нягтрал болон эрчим хүчний нягтрал буурдаг.
(PTC хөргөлтийн шингэнхалаагч) Усаар хөргөдөг батерейны хөргөлтийн систем нь хөргөлтийн бодис (50% ус/50% этилен гликол) ашиглан батерейгаас дулааныг батерейны хөргөлтийн систем рүү батерейны хөргөлтийн систем рүү, дараа нь конденсатороор дамжуулан хүрээлэн буй орчинд дамжуулдаг. Импортын усны температур нь батерейны хөргөгчөөр дулаан солилцсоны дараа бага температурт хүрэхэд хялбар бөгөөд батерейг хамгийн сайн ажиллах температурын хязгаарт ажиллуулахаар тохируулж болно; системийн зарчмыг зурагт үзүүлэв. Хөргөлтийн системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд: конденсатор, цахилгаан компрессор, ууршуулагч, зогсоох хавхлагатай тэлэлтийн хавхлага, батерейны хөргөгч (зогсоох хавхлагатай тэлэлтийн хавхлага) болон агааржуулагчийн хоолой гэх мэт орно; хөргөлтийн усны хэлхээнд дараахь зүйлс орно.цахилгаан усны насос, батерей (хөргөлтийн хавтанг оруулаад), батерейны хөргөгч, усны хоолой, өргөтгөх сав болон бусад дагалдах хэрэгсэл.