Батерейны системийн дулааны удирдлагын шийдлүүд

Температурын хүчин зүйл нь цахилгаан батерейны гүйцэтгэл, ашиглалтын хугацаа, аюулгүй байдалд шийдвэрлэх нөлөө үзүүлдэг нь эргэлзээгүй. Ерөнхийдөө бид батерейны систем нь 15~35℃ хооронд ажиллах бөгөөд ингэснээр хамгийн сайн цахилгаан гаралт болон оролт, хамгийн их боломжтой эрчим хүч, хамгийн урт хугацааны ашиглалтын хугацааг бий болгоно гэж найдаж байна (бага температурт хадгалах нь батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгаж болох ч хэрэглээнд бага температурт хадгалах нь тийм ч утгагүй бөгөөд батерей нь энэ тал дээр хүмүүстэй маш төстэй байдаг).

Одоогийн байдлаар цахилгаан батерейны системийн дулааны менежментийг голчлон байгалийн хөргөлт, агаарын хөргөлт, шингэн хөргөлт, шууд хөргөлт гэсэн дөрвөн ангилалд хувааж болно. Эдгээрээс байгалийн хөргөлт нь идэвхгүй дулааны менежментийн арга бөгөөд агаарын хөргөлт, шингэн хөргөлт, шууд гүйдэл нь идэвхтэй байдаг. Эдгээр гурвын гол ялгаа нь дулаан солилцооны орчны ялгаа юм.

· Байгалийн хөргөлт
Чөлөөт хөргөлт нь дулаан солилцох нэмэлт төхөөрөмжгүй. Жишээлбэл, BYD нь Qin, Tang, Song, E6, Tengshi болон LFP эс ашигладаг бусад загваруудад байгалийн хөргөлтийг ашигласан. Дараагийн BYD нь гурвалсан батерей ашигладаг загваруудад шингэн хөргөлт рүү шилжих болно гэж ойлгож байна.

· Агаарын хөргөлт (PTC агаар халаагч)
Агаарын хөргөлт нь дулаан дамжуулах орчин болгон агаарыг ашигладаг. Хоёр нийтлэг төрөл байдаг. Эхнийхийг нь идэвхгүй агаарын хөргөлт гэж нэрлэдэг бөгөөд дулаан солилцоонд гадаад агаарыг шууд ашигладаг. Хоёр дахь төрөл нь идэвхтэй агаарын хөргөлт бөгөөд батерейны системд орохоосоо өмнө гаднах агаарыг урьдчилан халааж эсвэл хөргөх боломжтой. Эхний үед Япон, Солонгосын олон цахилгаан загварууд агаар хөргөлттэй шийдлүүдийг ашигладаг байсан.

· Шингэн хөргөлт
Шингэн хөргөлт нь дулаан дамжуулах орчин болгон хөлдөлтөөс хамгаалах шингэн (жишээлбэл, этилен гликол) ашигладаг. Уусмалд ерөнхийдөө олон төрлийн дулаан солилцооны хэлхээ байдаг. Жишээлбэл, VOLT нь радиаторын хэлхээ, агааржуулагчийн хэлхээ (PTC агааржуулагч), болон PTC хэлхээ (PTC хөргөлтийн халаагуур). Батерейны удирдлагын систем нь дулааны удирдлагын стратегийн дагуу хариу үйлдэл үзүүлж, тохируулж, шилждэг. TESLA Model S нь моторын хөргөлттэй цуваа холбогдсон хэлхээтэй. Батерейг бага температурт халаах шаардлагатай үед моторын хөргөлтийн хэлхээг батерейны хөргөлтийн хэлхээтэй цуваа холбож, мотор батерейг халааж чадна. Цахилгаан батерей өндөр температурт байх үед моторын хөргөлтийн хэлхээ болон батерейны хөргөлтийн хэлхээг зэрэгцээ тохируулах бөгөөд хоёр хөргөлтийн систем дулааныг бие даан гадагшлуулна.

1. Хийн конденсатор

2. Хоёрдогч конденсатор

3. Хоёрдогч конденсатор сэнс

4. Хийн конденсаторын сэнс

5. Агааржуулагчийн даралтын мэдрэгч (өндөр даралтын тал)

6. Агааржуулагчийн температур мэдрэгч (өндөр даралтын тал)

7. Электрон агааржуулагчийн компрессор

8. Агааржуулагчийн даралтын мэдрэгч (бага даралттай тал)

9. Агааржуулагчийн температур мэдрэгч (бага даралттай тал)

10. Тэлэлтийн хавхлага (хөргөгч)

11. Тэлэлтийн хавхлага (ууршуулагч)

· Шууд хөргөлт
Шууд хөргөлт нь дулаан солилцооны орчин болгон хөргөгч (фаз солих материал) ашигладаг. Хөргөгч нь хий-шингэн фазын шилжилтийн процесст их хэмжээний дулааныг шингээж чаддаг. Хөргөгчтэй харьцуулахад дулаан дамжуулах үр ашгийг гурваас дээш дахин нэмэгдүүлж, батерейг илүү хурдан сольж болно. Системийн доторх дулааныг авч явдаг. Шууд хөргөлтийн схемийг BMW i3-т ашиглаж ирсэн.

 

Хөргөлтийн үр ашгаас гадна батерейны системийн дулааны удирдлагын схем нь бүх батерейны температурын тогтвортой байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай. PACK нь хэдэн зуун элементтэй бөгөөд температурын мэдрэгч нь элемент бүрийг илрүүлж чадахгүй. Жишээлбэл, Tesla Model S модульд 444 батерей байдаг боловч зөвхөн 2 температур илрүүлэх цэг байрлуулсан байдаг. Тиймээс дулааны удирдлагын загвараар дамжуулан батерейг аль болох тогтвортой байлгах шаардлагатай. Мөн температурын сайн тогтвортой байдал нь батерейны хүчин чадал, ашиглалтын хугацаа, SOC зэрэг тогтвортой гүйцэтгэлийн параметрүүдийн урьдчилсан нөхцөл юм.