Verschiedene Formen des Batterie-Wärmemanagements
1.1 Batteriekühlungsmethoden
Zu den üblichen Kühlmethoden für Leistungsbatterien gehören hauptsächlich natürliche Luftkühlung, Zwangsluftkühlung, Flüssigkeitskühlung und Direktkühlung mit Kältemittel. Bei der Zwangsluftkühlung wird der Luftstrom der Klimaanlage, der natürliche Wind oder der Konvektionswind von außerhalb des Fahrzeugs direkt in das Batteriefach geleitet, um den Batteriesatz zu kühlen. Bei der Flüssigkeitskühlung wird das Kältemittel aus dem Auslass der Klimaanlage oder das Kältemittel eines separaten Kühlgeräts verwendet, um das Kühlmittel abzukühlen und dann in den Wärmetauscher im Batteriesatz zu leiten, um Wärme an die darin befindlichen Batteriezellen zu leiten und so den Zweck der Batteriekühlung zu erreichen. Bei der Direktkühlung mit Kältemittel wird das Kältemittel des separaten Kühlgeräts direkt in den Wärmetauscher im Batteriesatz geleitet, um Wärme an die darin befindlichen Batteriezellen zu leiten und so die Batterie zu kühlen. Der Vergleich der verschiedenen Kühlmethoden ist wie folgt:
1) Die Kühlleistung der natürlichen Luftkühlungsmethode hängt von der äußeren Umgebung ab, nimmt keinen Platz ein, erfordert keine Steuerung, verbraucht keinen Energieverbrauch, hat niedrige Systemkosten, ist einfach zu implementieren, bietet höchste Prozesszuverlässigkeit und birgt ein geringes Watrisiko.
2) Die Kühlleistung der Zwangsluftkühlung ist schlecht, das Systemvolumen ist am größten und die Gefahr des Watens ist hoch, aber sie ist leicht im Gewicht, einfach zu steuern, hat einen niedrigen Energieverbrauch, relativ niedrige Systemkosten, ist relativ einfach zu implementieren und weist eine hohe Prozesszuverlässigkeit auf.
3) Die Flüssigkeitskühlung hat eine bessere Kühlleistung, eine kleinere Systemgröße, ein ausgereiftes Steuerungsprinzip, einen mittleren Schwierigkeitsgrad und ist relativ einfach zu implementieren. Das Systemgewicht dieser Methode ist jedoch hoch, der Energieverbrauch ist hoch, die Systemkosten sind am höchsten, die Prozesszuverlässigkeit ist durchschnittlich und das Risiko des Watens ist hoch. Dies ist die derzeit in der Industrie gebräuchliche Kühlmethode.
4) Die direkte Kältemittelkühlung weist die beste Kühlleistung, eine kleinere Systemgröße, ein geringeres Gewicht, einen geringeren Energieverbrauch und mittlere Systemkosten auf, das Steuerungsprinzip ist jedoch schwierig, die Implementierung ist schwierig, die Prozesszuverlässigkeit ist hoch und das Risiko des Durchwatens ist hoch.
Derzeit ist die Technologie der direkten Kältemittelkühlung noch nicht ausgereift und befindet sich noch in der Forschungsphase und hat noch nicht die Phase der technischen Umsetzung erreicht. Obwohl die Wärmeaustauscheffizienz der direkten Kältemittelkühlung hoch ist, ist der Temperaturunterschied an verschiedenen Stellen, wenn das Kältemittel im Verdampfungskanal im Batteriepack verdampft, groß und die Batterietemperaturkonsistenz ist schlecht, was sich auf die Lade- und Entladekapazität der Batterie auswirkt. Darüber hinaus hat der Bus eine große Leistung und eine große Anzahl von Batteriepacks. Die Rohrleitungsführung der direkten Kältemittelkühlung ist komplex und es besteht die Gefahr einer leichten Leckage.
1.2 Batterieheizmethode
Die üblichen Heizmethoden für Akkus sind die folgenden:
1) Der im Akkupack integrierte elektrische Heizfilm erwärmt die Akkuzelle direkt. Die Wirkung dieser Heizmethode hängt von der Temperatur der äußeren Umgebung ab. Wenn die Umgebungstemperatur höher als 0 Grad ist, hat der elektrische Heizfilm eine bessere Heizwirkung und nimmt keinen Platz ein, erfordert keine Steuerung, verbraucht keinen Energieverbrauch, hat niedrige Systemkosten und ist einfach zu implementieren; wenn die Umgebungstemperatur niedriger als 0 Grad ist, hat der elektrische Heizfilm eine schlechte Heizwirkung und diese Heizmethode wird im Allgemeinen nicht verwendet.
2) Ein elektrischer Flüssigkeitserhitzer wird in Reihe geschaltet, um das Frostschutzmittel im Wasserkreislauf des Batterie-Wärmemanagements zu erhitzen. Diese Methode hat eine gute Heizwirkung, ein kleines Systemvolumen, benötigt nur einen Teil des Platzes und die Kosten sind relativ hoch. Dennoch ist das Steuerungsprinzip ausgereift, die Prozesszuverlässigkeit hoch und die Implementierung relativ einfach. Es ist derzeit die am häufigsten verwendete Batterieheizmethode.