Diferenças nos sistemas de gerenciamento térmico entre veículos de nova energia e veículos convencionais
À medida que a procura do mercado continua a crescer, estão a ser estabelecidos padrões mais elevados para a fiabilidade dos produtos. Para veículos de novas energias, a bateria é o componente mais crítico; sua durabilidade e autonomia são as principais preocupações dos usuários, e o gerenciamento térmico é uma tecnologia essencial que influencia a vida útil da bateria e a autonomia-de clima frio. Este artigo analisa tecnologias de sistemas de gerenciamento térmico para baterias de veículos com novas energias.
Visão geral dos sistemas de gerenciamento térmico de baterias de energia
Os rigorosos requisitos impostos aos sistemas de gerenciamento térmico de baterias por veículos elétricos têm impulsionado avanços tecnológicos contínuos neste campo. Um aspecto fundamental deste progresso é a otimização das estruturas de dissipação de calor da bateria. O trem de força de um veículo elétrico compreende vários componentes-incluindo módulos de bateria e motores elétricos-que geram energia e calor significativos. Dado o seu grande tamanho e o calor substancial gerado durante a operação, as baterias requerem medidas eficazes de resfriamento e dissipação de calor para garantir um desempenho ideal. A implementação do gerenciamento térmico não apenas prolonga a vida útil das baterias, mas também reduz efetivamente a perda de energia.
Diferenças do gerenciamento térmico em veículos convencionais
O gerenciamento térmico em veículos convencionais é relativamente simples, sem sistemas de controle complexos ou componentes intrincados. O seu objetivo principal é simplesmente manter a temperatura do motor dentro de uma faixa operacional ideal; o aquecimento da cabine depende do calor residual gerado pelo motor, não exigindo consumo adicional de energia.
Os Veículos de Nova Energia (NEVs) diferem significativamente dos veículos convencionais em termos de arquitetura do sistema. Isso exige requisitos mais exigentes para o layout e instalação dos componentes, bem como maior espaço dentro do compartimento do motor,-um desafio agravado pelas diversas características dos diferentes tipos de NEV. Os veículos puramente elétricos, por exemplo, não possuem um motor para conduzir a circulação do líquido refrigerante ou fornecer calor residual para o aquecimento da cabine.
Os veículos híbridos apresentam os seus próprios desafios; devido a estratégias de controle específicas, o motor pode não estar funcionando o tempo todo, o que significa que ele não pode conduzir de forma consistente a circulação do líquido refrigerante ou fornecer uma fonte de calor-em tempo real para a cabine. Consequentemente, os sistemas de gerenciamento térmico NEV incorporambombas de água elétricaspara conduzir a circulação do líquido refrigerante. O aquecimento da cabine é normalmente obtido através de aquecimento elétrico: umPTCO aquecedor (coeficiente de temperatura positivo) aquece o líquido refrigerante, que então circula para o núcleo do aquecedor do veículo para fornecer calor-atualmente o método predominante. Uma abordagem alternativa envolve aquecer diretamente o ar que passa pelo evaporador e soprá-lo para dentro da cabine por meio de um ventilador; no entanto, este método raramente é empregado devido a questões de segurança relacionadas ao interior do veículo.
Água-Modos de operação da unidade resfriada
O sistema de gerenciamento térmico da bateria (TMS) apresenta dois modos de operação -resfriamento e auto{1}}circulação-para atender aos diversos requisitos de gerenciamento térmico da bateria.
Modo de resfriamento: este modo utiliza o princípio de refrigeração por compressão de-vapor para resfriar o refrigerante. Uma vez conectado ao circuito do líquido refrigerante, um trocador de calor de placas facilita o resfriamento do líquido refrigerante, enquanto uma bomba de água aciona o líquido refrigerante para resfriar a bateria, gerenciando efetivamente problemas como altas temperaturas ambientes ou aumentos excessivos de temperatura causados pela carga e descarga.
Modo-de autocirculação: o compressor permanece inativo; a bomba de água sozinha aciona a circulação do líquido refrigerante para fornecer resfriamento da bateria durante períodos de baixa carga térmica.
Estratégia de Controle: O controlador se conecta ao Sistema de Gerenciamento de Bateria (BMS) via comunicação CAN para receber e interpretar mensagens do BMS. Com base nos parâmetros analisados e nas estratégias de controle{1}}integradas, o controlador gerencia o compressor e regula as velocidades do ventilador e da bomba d'água por meio de comunicação PWM para ajustar automaticamente a potência de saída. Simultaneamente, ele transmite os dados de status do controlador de volta ao BMS para garantir que as necessidades de gerenciamento térmico da bateria sejam atendidas.
Processo de controle
Desde a circulação do líquido refrigerante acionada por bombas elétricas de água e refrigeração por compressão de vapor-por meio de compressores até o-ajuste em tempo real das velocidades do ventilador e da bomba pelo controlador TMS-facilitado pela comunicação CAN com o BMS{3}}o gerenciamento térmico da bateria em novos veículos de energia está evoluindo do simples controle de temperatura para a coordenação inteligente-de modo múltiplo. Conseqüentemente, compressores, válvulas, trocadores de calor e algoritmos de controle integrados tornaram-se fatores críticos que determinam a vida útil da bateria e a autonomia em baixas{6}}temperaturas.
