Tầm quan trọng của xe năng lượng mới so với xe truyền thống chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau: Thứ nhất, ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt ở xe năng lượng mới. Nguyên nhân gây ra hiện tượng quá nhiệt bao gồm các nguyên nhân cơ học và điện (va chạm, ép nén pin, châm kim, v.v.) và các nguyên nhân điện hóa (sạc quá mức và xả quá mức pin, sạc nhanh, sạc ở nhiệt độ thấp, đoản mạch nội bộ tự khởi phát, v.v.). Hiện tượng quá nhiệt sẽ khiến pin điện bị cháy hoặc thậm chí phát nổ, gây nguy hiểm cho sự an toàn của hành khách. Thứ hai, nhiệt độ hoạt động tối ưu của pin điện là 10-30°C. Quản lý nhiệt chính xác cho pin có thể đảm bảo tuổi thọ của pin và kéo dài tuổi thọ pin của xe năng lượng mới. Thứ ba, so với xe chạy bằng nhiên liệu, xe năng lượng mới không có nguồn năng lượng từ máy nén điều hòa không khí và không thể dựa vào nhiệt thải từ động cơ để cung cấp nhiệt cho cabin, mà chỉ có thể sử dụng năng lượng điện để điều chỉnh nhiệt, điều này sẽ làm giảm đáng kể phạm vi hoạt động của xe năng lượng mới. Do đó, quản lý nhiệt cho xe năng lượng mới đã trở thành chìa khóa để giải quyết những hạn chế của loại xe này.
Nhu cầu quản lý nhiệt cho xe năng lượng mới cao hơn đáng kể so với xe chạy nhiên liệu truyền thống. Quản lý nhiệt trong ô tô là kiểm soát nhiệt độ của toàn bộ xe và nhiệt độ môi trường xung quanh, giữ cho mỗi bộ phận hoạt động trong phạm vi nhiệt độ tối ưu, đồng thời đảm bảo an toàn và sự thoải mái khi lái xe. Hệ thống quản lý nhiệt cho xe năng lượng mới chủ yếu bao gồm hệ thống điều hòa không khí, hệ thống quản lý nhiệt pin (HVCH(Hệ thống điều khiển điện tử động cơ). So với ô tô truyền thống, việc quản lý nhiệt của xe năng lượng mới đã bổ sung thêm các mô-đun quản lý nhiệt cho pin và hệ thống điều khiển điện tử động cơ. Quản lý nhiệt trong ô tô truyền thống chủ yếu bao gồm làm mát động cơ và hộp số, cũng như quản lý nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí. Xe chạy bằng nhiên liệu sử dụng chất làm lạnh điều hòa để làm mát khoang cabin, làm nóng khoang cabin bằng nhiệt thải từ động cơ, và làm mát động cơ và hộp số bằng cách làm mát bằng chất lỏng hoặc làm mát bằng không khí. So với xe truyền thống, một thay đổi lớn ở xe năng lượng mới là nguồn năng lượng. Xe năng lượng mới không có động cơ để tạo nhiệt, và việc sưởi ấm bằng điều hòa không khí được thực hiện thông qua PTC hoặc điều hòa không khí bơm nhiệt. Xe năng lượng mới có thêm yêu cầu làm mát cho pin và hệ thống điều khiển điện tử động cơ, do đó việc quản lý nhiệt của xe năng lượng mới phức tạp hơn so với xe chạy bằng nhiên liệu truyền thống.
Sự phức tạp trong quản lý nhiệt của xe năng lượng mới đã thúc đẩy sự gia tăng giá trị của một chiếc xe riêng lẻ trong lĩnh vực quản lý nhiệt. Giá trị của một chiếc xe riêng lẻ trong hệ thống quản lý nhiệt cao gấp 2-3 lần so với xe truyền thống. So với xe truyền thống, sự gia tăng giá trị của xe năng lượng mới chủ yếu đến từ hệ thống làm mát bằng chất lỏng cho pin, điều hòa không khí bằng bơm nhiệt,Bộ gia nhiệt nước làm mát PTC, vân vân.
Làm mát bằng chất lỏng đã thay thế làm mát bằng không khí trở thành công nghệ điều khiển nhiệt độ chủ đạo, và làm mát trực tiếp được kỳ vọng sẽ đạt được những bước đột phá về công nghệ.
Bốn phương pháp quản lý nhiệt pin phổ biến là làm mát bằng không khí, làm mát bằng chất lỏng, làm mát bằng vật liệu chuyển pha và làm mát trực tiếp. Công nghệ làm mát bằng không khí chủ yếu được sử dụng trong các mẫu máy đời đầu, và công nghệ làm mát bằng chất lỏng đang dần trở thành xu hướng chủ đạo do khả năng làm mát đồng đều của nó. Do chi phí cao, công nghệ làm mát bằng chất lỏng chủ yếu được trang bị trên các mẫu máy cao cấp và dự kiến sẽ giảm dần xuống các mẫu máy tầm thấp trong tương lai.
Làm mát bằng không khí (Máy sưởi không khí PTCLàm mát bằng không khí (air cooling) là phương pháp sử dụng không khí làm môi chất truyền nhiệt, và không khí trực tiếp mang nhiệt từ pin đi thông qua quạt hút. Đối với làm mát bằng không khí, cần tăng khoảng cách giữa các bộ tản nhiệt và giữa các pin càng nhiều càng tốt, và có thể sử dụng các kênh nối tiếp hoặc song song. Vì kết nối song song có thể đạt được khả năng tản nhiệt đồng đều, nên hầu hết các hệ thống làm mát bằng không khí hiện nay đều sử dụng kết nối song song.
Công nghệ làm mát bằng chất lỏng sử dụng trao đổi nhiệt đối lưu chất lỏng để loại bỏ nhiệt lượng sinh ra từ pin và giảm nhiệt độ pin. Môi chất lỏng có hệ số truyền nhiệt cao, dung tích nhiệt lớn và tốc độ làm mát nhanh, có tác dụng đáng kể trong việc giảm nhiệt độ tối đa và cải thiện tính đồng nhất của trường nhiệt độ của bộ pin. Đồng thời, thể tích của hệ thống quản lý nhiệt tương đối nhỏ. Trong trường hợp xuất hiện các dấu hiệu báo trước của hiện tượng quá nhiệt, giải pháp làm mát bằng chất lỏng có thể dựa vào lưu lượng lớn môi chất làm mát để buộc bộ pin tản nhiệt và thực hiện phân bổ lại nhiệt giữa các mô-đun pin, có thể nhanh chóng ngăn chặn sự suy giảm liên tục của hiện tượng quá nhiệt và giảm nguy cơ quá nhiệt. Hình thức của hệ thống làm mát bằng chất lỏng linh hoạt hơn: các tế bào hoặc mô-đun pin có thể được ngâm trong chất lỏng, các kênh làm mát cũng có thể được bố trí giữa các mô-đun pin, hoặc có thể sử dụng một tấm làm mát ở đáy pin. Phương pháp làm mát bằng chất lỏng có yêu cầu cao về độ kín khí của hệ thống. Làm mát bằng vật liệu chuyển pha đề cập đến quá trình thay đổi trạng thái vật chất và cung cấp vật liệu nhiệt ẩn mà không làm thay đổi nhiệt độ và các tính chất vật lý. Quá trình này sẽ hấp thụ hoặc giải phóng một lượng lớn nhiệt ẩn để làm mát pin. Tuy nhiên, sau khi vật liệu chuyển pha hoàn toàn thay đổi trạng thái, nhiệt lượng của pin không thể được loại bỏ một cách hiệu quả.
Phương pháp làm mát trực tiếp (làm mát trực tiếp bằng chất làm lạnh) sử dụng nguyên lý nhiệt ẩn hóa hơi của chất làm lạnh (R134a, v.v.) để thiết lập hệ thống điều hòa không khí trong xe hoặc hệ thống ắc quy, và lắp đặt dàn bay hơi của hệ thống điều hòa không khí trong hệ thống ắc quy, cho phép chất làm lạnh trong dàn bay hơi bay hơi và nhanh chóng, hiệu quả mang nhiệt ra khỏi hệ thống ắc quy, từ đó hoàn thành quá trình làm mát hệ thống ắc quy.
Thời gian đăng bài: 25 tháng 6 năm 2024
