Yeni enerji araçlarının ana güç kaynağı olan bataryalar, bu araçlar için büyük önem taşımaktadır. Aracın gerçek kullanımı sırasında batarya, karmaşık ve değişken çalışma koşullarıyla karşı karşıya kalacaktır.
Düşük sıcaklıklarda, lityum iyon pillerin iç direnci artar ve kapasitesi azalır. Aşırı durumlarda, elektrolit donar ve pil deşarj edilemez hale gelir. Pil sisteminin düşük sıcaklık performansı büyük ölçüde etkilenir ve bu da elektrikli araçların güç çıkış performansında düşüşe ve menzil azalmasına neden olur. Yeni enerji araçları düşük sıcaklık koşullarında şarj edilirken, genel BMS (Pil Yönetim Sistemi) önce pili uygun bir sıcaklığa kadar ısıtır. Bu işlem doğru yapılmazsa, anlık voltaj aşırı şarjına yol açarak iç kısa devreye ve hatta duman, yangın veya patlamaya neden olabilir.
Yüksek sıcaklıklarda, şarj cihazının kontrolü arızalanırsa, pilin içinde şiddetli bir kimyasal reaksiyon meydana gelebilir ve çok fazla ısı üretebilir. Isı pilin içinde hızla birikirse ve dağılmaya vakit kalmazsa, pil sızıntı yapabilir, gaz çıkarabilir, duman çıkarabilir vb. Ciddi durumlarda, pil şiddetli bir şekilde yanabilir ve patlayabilir.
Akü termal yönetim sistemi (BTMS), akü yönetim sisteminin ana işlevidir. Akünün termal yönetimi esas olarak soğutma, ısıtma ve sıcaklık dengeleme işlevlerini içerir. Soğutma ve ısıtma işlevleri, dış ortam sıcaklığının akü üzerindeki olası etkisine göre ayarlanır. Sıcaklık dengeleme, akü paketinin içindeki sıcaklık farkını azaltmak ve akünün belirli bir bölümünün aşırı ısınmasından kaynaklanan hızlı bozulmayı önlemek için kullanılır. Kapalı devre düzenleme sistemi, ısı iletken ortam, ölçüm ve kontrol ünitesi ve sıcaklık kontrol ekipmanından oluşur; böylece güç aküsü uygun bir sıcaklık aralığında çalışarak optimum kullanım durumunu koruyabilir ve akü sisteminin performansını ve ömrünü güvence altına alabilir.
1. Isı yönetim sisteminin "V" modeli geliştirme modu
Güç batarya sisteminin bir bileşeni olarak, termal yönetim sistemi de otomotiv endüstrisinin "V" modeli geliştirme modeline uygun olarak geliştirilmiştir. Simülasyon araçları ve çok sayıda test doğrulaması yardımıyla, ancak bu şekilde geliştirme verimliliği artırılabilir, geliştirme maliyeti ve garanti sistemi tasarruf edilebilir. Güvenilirlik, emniyet ve uzun ömürlülük sağlanır.
Aşağıda termal yönetim sistemi geliştirmenin "V" modeli verilmiştir. Genel olarak, model iki eksenden oluşur: biri yatay, diğeri dikey. Yatay eksen, dört ana ileri geliştirme hattından ve bir ana geri doğrulama hattından oluşur ve ana hat, geri kapalı döngü doğrulamayı dikkate alarak ileri geliştirmeyi temsil eder. Dikey eksen ise üç seviyeden oluşur: bileşenler, alt sistemler ve sistemler.
Bataryanın sıcaklığı, bataryanın güvenliğini doğrudan etkilediğinden, batarya termal yönetim sisteminin tasarımı ve araştırması, batarya sistemi tasarımındaki en kritik görevlerden biridir. Batarya termal yönetim sisteminin tasarımı ve doğrulanması, batarya termal yönetim tasarım süreci, batarya termal yönetim sistemi ve bileşen tipleri, termal yönetim sistemi bileşen seçimi ve termal yönetim sistemi performans değerlendirmesi ile tam uyumlu olarak gerçekleştirilmelidir. Bu sayede bataryanın performansı ve güvenliği sağlanabilir.
1. Termal yönetim sisteminin gereksinimleri. Araç kullanım ortamı, araç çalışma koşulları ve batarya hücresinin sıcaklık aralığı gibi tasarım girdi parametrelerine göre, termal yönetim sistemi için batarya sisteminin gereksinimlerini netleştirmek amacıyla talep analizi yapılır; sistem gereksinimleri, gereksinim analizine göre termal yönetim sisteminin fonksiyonları ve sistemin tasarım hedefleri belirlenir. Bu tasarım hedefleri esas olarak batarya hücresi sıcaklığının, batarya hücreleri arasındaki sıcaklık farkının, sistem enerji tüketiminin ve maliyetinin kontrolünü içerir.
2. Isı yönetim sistemi çerçevesi. Sistem gereksinimlerine göre, sistem soğutma alt sistemi, ısıtma alt sistemi, ısı yalıtım alt sistemi ve ısı kaçışını önleme (TRo) alt sistemi olmak üzere alt sistemlere ayrılır ve her bir alt sistemin tasarım gereksinimleri tanımlanır. Aynı zamanda, sistem tasarımının ilk doğruluğunu teyit etmek için simülasyon analizi yapılır. Örneğin:PTC soğutucu ısıtıcı, PTC hava ısıtıcısı, elektronik su pompası, vesaire.
3. Alt sistem tasarımı: Öncelikle sistem tasarımına göre her bir alt sistemin tasarım hedefi belirlenir, ardından her bir alt sistem için sırasıyla yöntem seçimi, şema tasarımı, detaylı tasarım ve simülasyon analizi ve doğrulama işlemleri gerçekleştirilir.
4. Parça tasarımı: Öncelikle alt sistem tasarımına göre parçaların tasarım hedefleri belirlenir, ardından detaylı tasarım ve simülasyon analizi yapılır.
5. Parçaların imalatı ve test edilmesi, parçaların imalatı ve test ve doğrulama işlemleri.
6. Alt sistem entegrasyonu ve doğrulama, alt sistem entegrasyonu ve test doğrulaması için.
7. Sistem entegrasyonu ve test edilmesi, sistem entegrasyonu ve test doğrulaması.
Yayın tarihi: 02-06-2023
