Otomobilin termal yönetim sistemi, araç kabininin ve araç parçalarının çalışma ortamının düzenlenmesinde önemli bir sistemdir ve soğutma, ısıtma ve iç ısı iletimi yoluyla enerji kullanım verimliliğini artırır. Basitçe söylemek gerekirse, insanların ateşleri çıktığında ateş düşürücü bant kullanmaları; soğuk dayanılmaz olduğunda ise bebek ısıtıcı kullanmaları gibidir. Tamamen elektrikli araçların karmaşık yapısına insan müdahalesi mümkün olmadığından, kendi "bağışıklık sistemleri" hayati bir rol oynar.
Tamamen elektrikli araçların termal yönetim sistemi, batarya enerjisinin kullanımını en üst düzeye çıkararak sürüşe yardımcı olur. Araç içindeki ısı enerjisini klima ve bataryalar için dikkatlice yeniden kullanarak, termal yönetim batarya enerjisinden tasarruf sağlayarak aracın sürüş menzilini uzatabilir ve bu avantajlar özellikle aşırı sıcak ve soğuk havalarda belirgindir. Tamamen elektrikli araçların termal yönetim sistemi başlıca şu bileşenleri içerir:yüksek voltajlı batarya yönetim sistemi (BMS), pil soğutma plakası, pil soğutucu,yüksek voltajlı PTC elektrikli ısıtıcıve farklı modellere göre ısı pompası sistemi.
Akü soğutma panelleri, doğrudan soğutma (soğutucu akışkanla soğutma) ve dolaylı soğutma (su ile soğutma) olmak üzere ikiye ayrılabilen, tamamen elektrikli araç akü paketlerinin doğrudan soğutulması için kullanılabilir. Verimli akü çalışması ve uzatılmış ömür sağlamak için aküye göre tasarlanıp eşleştirilebilir. Çift devreli, çift ortamlı soğutucu akışkan ve boşluk içindeki soğutma sıvısı bulunan akü soğutucu, tamamen elektrikli araç akü paketlerinin soğutulması için uygundur; bu sayede akü sıcaklığı yüksek verimlilik aralığında tutulabilir ve optimum akü ömrü sağlanabilir.
Tamamen elektrikli araçlarda ısı kaynağı bulunmadığından,yüksek voltajlı PTC ısıtıcıAracın iç kısmına hızlı ve yeterli ısı sağlamak için 4-5 kW'lık standart bir çıkış gücüne sahip bir ısı pompası gereklidir. Tamamen elektrikli bir aracın artık ısısı kabini tamamen ısıtmak için yeterli olmadığından, bir ısı pompası sistemine ihtiyaç duyulmaktadır.
Hibrit araçlarda neden mikro-hibritlere de yer verildiğini merak ediyor olabilirsiniz. Bunun nedeni şudur: Yüksek voltajlı motorlar ve yüksek voltajlı bataryalar kullanan hibrit araçlar, termal yönetim sistemi açısından şarj edilebilir hibritlere daha yakındır; bu nedenle bu modellerin termal yönetim mimarisi aşağıda şarj edilebilir hibrit bölümünde tanıtılacaktır. Burada mikro-hibrit esas olarak 48V motor ve 48V/12V batarya kullanan araçları ifade eder, örneğin 48V BSG (Kayışlı Marş Motoru Jeneratörü). Termal yönetim mimarisinin özellikleri aşağıdaki üç noktada özetlenebilir.
Motor ve batarya çoğunlukla hava soğutmalıdır, ancak su soğutmalı ve yağ soğutmalı seçenekler de mevcuttur.
Motor ve batarya hava soğutmalı ise, 12V'luk bir batarya kullanılıp ardından 12V'tan 48V'a çift yönlü DC/DC dönüştürücü kullanılmadığı sürece, güç elektroniği soğutma sorunu neredeyse hiç yoktur. Bu durumda, motorun çalıştırma gücü ve frenleme geri kazanım gücü tasarımına bağlı olarak, bu DC/DC dönüştürücü su soğutmalı borulama gerektirebilir. Bataryanın hava soğutması, batarya paketinin hava devresinde tasarlanabilir ve fan kontrolü yoluyla zorlamalı hava soğutması sağlanabilir. Bu, tasarımda bir ek görev gerektirir; yani hava kanalı ve fan seçiminin tasarımı. Simülasyon kullanarak bataryanın zorlamalı hava soğutmasının soğutma etkisini analiz etmek, sıvı soğutmalı bataryalara göre daha zor olacaktır, çünkü gaz akışı ısı transferi, sıvı akışı ısı transferine göre simülasyon hatası daha büyüktür. Su soğutmalı ve yağ soğutmalı ise, termal yönetim devresi, ısı üretimi daha az olması dışında, saf elektrikli bir aracınkine daha benzerdir. Ayrıca, mikro hibrit motor yüksek frekansta çalışmadığı için, genellikle hızlı ısı üretimine neden olan sürekli yüksek tork çıkışı yoktur. Son yıllarda, hafif hibrit ve şarj edilebilir hibrit araçlar arasında, 48V yüksek güçlü motorların da kullanıldığı bir istisna mevcuttur. Maliyeti şarj edilebilir hibrit araçlardan daha düşük olmakla birlikte, sürüş kapasitesi mikro hibrit ve hafif hibrit araçlardan daha güçlüdür. Bu durum, 48V motorun çalışma süresinin ve çıkış gücünün artmasına yol açar; dolayısıyla ısı yönetim sisteminin ısıyı zamanında dağıtmak için onunla işbirliği yapması gerekir.
Yayın tarihi: 20 Nisan 2023
