Akü termal yönetim sistemi nedir?

Elektrikli ticari aracın güç aktarma sisteminin temel bileşenlerinden biri olan çekiş aküsü grubunun ana işlevi, elektrikli kamyonun tahrik gücü için enerji sağlamaktır.

Sıcaklık, normal şarj ve deşarj performansının yanı sıra çekiş aküsü paketinin menzilini de etkileyen kritik bir faktördür. Aşırı soğuk sıcaklıklar aracın menzilini önemli ölçüde azaltabilir, aşırı sıcaklık ise akünün soğumasını etkileyebilir ve hatta termal kaçak veya yanmaya neden olabilir.

Pil paketlerinin çeşitli ortam sıcaklıklarında iyi performans göstermesini sağlamak için birçok otomobil üreticisi bunları termal yönetim sistemleriyle donatıyor. Peki termal yönetim sistemi ne işe yarar? Kamyonlardaki ana termal yönetim sistemleri nelerdir?

Kuşkusuz, saf elektrikli kamyonlar için akünün kullanım sırasındaki sıcaklığı ve ortam sıcaklığı son derece önemlidir ve aşırı sıcak veya soğuk gibi bazı zorlu ortamlar aküye zarar verebilir, bu da performansı ve servisi azaltır. pilin ömrü.

Her ne kadar saf elektrikli kamyonların çoğu, geleneksel yakıtla çalışan araçlarda bulunan geleneksel büyük açık ızgara tasarımını ortadan kaldırmış ve onu kapalı bir tasarımla değiştirmiş olsa da, elektrikli kamyonlar çalışma sırasında hala güç aktarım sistemlerinden ısı üretiyor. Bu nedenle yine de belirli bir düzeyde soğutmaya ihtiyaç duyarlar.

Pil kullanım sırasında aşırı ısınırsa, pilin güvenlik performansı ve genel ömrü olumsuz etkilenebilir. Ayrıca elektrikli kamyonların kışın soğuk bölgelerde çalıştırılması durumunda akünün performansı ve verimliliği düşebilmektedir. Bunun en doğrudan sonucu aracın menzilinde önemli bir azalmadır ve aşırı düşük sıcaklıklarda elektrikli kamyonların şarj işlemi yavaşlayabilir, hatta zorlaşabilir.

Elbette elektrik motorunun ısıyı dağıtmak için bir soğutma sistemine de ihtiyacı var. Şu anda pek çok saf elektrikli kamyon, yokuş tırmanma gibi ağır yükler altında ısı dağıtımı için hala bir soğutma sistemine ihtiyaç duyan sabit mıknatıslı senkron motorlarla donatılmıştır. Motorun uzun süre yüksek sıcaklıklarda çalışması, motorun kalıcı mıknatıslarının mıknatıslığının bozulmasına ve geri dönüşü olmayan hasarlara neden olabilir.

Akü termal yönetim sistemlerinin uygulanması, elektrikli araçlarda çekiş akülerinin farklı sıcaklık ve koşullar altında normal çalışmasını sağlamak için temel teknolojilerden biridir. Sürüşe yardımcı olmak için pil enerjisi kullanımının en üst düzeye çıkarılmasına olanak tanır. Bu sistemlerin temel amacı, batarya sıcaklığını uygun bir aralıkta tutarak batarya paketinin optimum performansa ulaşmasını sağlamaktır.

Örneğin, termal yönetim sistemi, pilin iç sıcaklığını farklı ortam sıcaklıklarına göre ayarlayabilir ve böylece dış sıcaklığın pil performansı üzerindeki etkisini azaltabilir. Ek olarak termal yönetim sistemi, lokal sıcak noktaların oluşumunu önleyebilir ve pil takımı içindeki sıcaklık değişimlerini en aza indirerek lokal aşırı ısınmanın neden olduğu zararlı etkileri azaltabilir.

Mevcut ticari araç pazarında ana akım akü termal yönetimi çözümleri genel olarak iki türe ayrılabilir: hava soğutmalı ve sıvı soğutmalı. Hava soğutması ağırlıklı olarak küçük elektrikli kamyonetlerde ve hafif hizmet kamyonlarında kullanılırken, sıvı soğutma ise daha yüksek güç çıkışı gerektiren ağır hizmet tipi elektrikli kamyonlarda ve elektrikli çekici-römorklarda daha yaygın olarak uygulanır.

Hava soğutma, aküden gelen ısıyı dağıtmak için doğal hava akışını kullanır. Ayrıca, pil hücrelerinin her iki ucundaki elektrotlara ısı iletken malzemelerin eklendiği, hava soğutmanın yükseltilmiş bir versiyonu da bulunmaktadır. Bu, daha verimli ısı dağıtımı için ısının iletken malzemeler aracılığıyla metal kasaya aktarılmasına olanak tanır. Bu yükseltilmiş hava soğutma sistemi, gelişmiş genel ısı dağıtımı verimliliği sunar.

Hava soğutmanın avantajları temel olarak basit yapısı, düşük maliyeti ve genel güvenilirliği artıran potansiyel sıvı sızıntısının olmamasıdır. Genel olarak, fiyat avantajını ön planda tutan küçük elektrikli kamyonetler ve elektrikli hafif hizmet kamyonları için hava soğutmalı termal yönetimin açıkça daha uygun bir seçim olduğu açıktır.

Ortam olarak havayı kullanan hava soğutma teknolojisi bazı maliyet avantajları sunarken aynı zamanda gözle görülür dezavantajlara da sahiptir. Soğutma verimliliği nispeten düşüktür ve ısı dağıtımı için yalnızca harici hava akışına bağlı olduğundan genel soğutma etkisi orta düzeydedir. Soğutma etkinliği, özellikle yüksek güçlü deşarjlar sırasında sınırlıdır. Ek olarak hava soğutması, özellikle aşırı sıcak veya soğuk hava koşullarında dış sıcaklıklardan doğrudan etkilenir ve bu da pilin ısı dağılımını ve aktarım verimliliğini bir dereceye kadar etkileyebilir.

Akü termal yönetimi için hava soğutmalı elektrikli kamyonlarla karşılaştırıldığında sıvı soğutma, daha etkili ısı dağıtımı ve yalıtım sağlar. Sıvı soğutmanın prensibi, bataryanın çalışması sırasında oluşan ısıyı uzaklaştırmak için batarya paketinin içindeki soğutma sıvısı devresinde bir soğutucunun dolaşmasını ve böylece batarya için verimli ısı dağılımı sağlanmasını içerir.

Basit bir ifadeyle sıvı soğutma, batarya paketi içerisinde birden fazla boru hattının düzenlenmesini içerir. Soğutma gerektiğinde, bu boru hatlarına bir soğutucu pompalanır ve batarya tarafından üretilen ısı, bir su sirkülasyon sistemi aracılığıyla taşınarak soğutma etkisi sağlanır.

Pil paketi için daha verimli ısı dağıtımına ek olarak, bazı sıvı soğutma termal yönetim sistemleri aynı zamanda pil ısıtma özelliklerini de içerir. Bu, pilin soğuk ortamlarda bile en uygun çalışma sıcaklığına hızlı bir şekilde ulaşmasını sağlar. Açıkça görülüyor ki, sıvı soğutma, hava soğutmaya kıyasla daha yüksek ve daha sağlam ısı dağıtma verimliliği sunar. Ağır yükler veya yüksek güç çıkışları altında bile, akü güç yükü aşırı olduğunda, sıvı soğutma suyu sirkülasyon sistemi akü paketini anında soğutabilir. Ek olarak, sıvı soğutma daha düzgün bir ısı dağılımı sağlar, pil hücreleri arasındaki sıcaklık farklarını azaltır ve pil paketinin stabilitesini ve ömrünü etkili bir şekilde artırır.

Sıvı soğutmalı termal yönetim çözümleri, pil sıcaklığını makul bir aralıkta daha verimli bir şekilde kontrol edebilir, böylece pil takımının çalışma verimliliğini, stabilitesini ve dayanıklılığını daha da artırabilir. Ancak satın alma maliyetleri açısından sıvı soğutmalı elektrikli kamyonlar, hava soğutmalı kamyonlara göre belirgin şekilde daha pahalıdır. Genel tasarım da daha karmaşıktır. Çalışma ortamınız uygun sıcaklıklara sahipse ve iyi sürüş alışkanlıklarınız varsa hava soğutmayı kullanmak tamamen yeterlidir.

Pek çok üretici artık hem küçük elektrikli kamyonetlerin hem de elektrikli hafif hizmet kamyonlarının akü paketlerini ısıtma fonksiyonlarıyla donatıyor. Bunun arkasındaki prensip, elektrikli ısıtma elemanları kullanarak aküye yardımcı ısıtma sağlayarak akünün ısınmasını sağlamak ve aşırı düşük sıcaklıklarda çalışmasını önlemektir. Bu, pilin verimliliğini artırmaya yardımcı olur. Akü ısıtma işlevi, akünün daha verimli çalışmasını sağlayarak sürüş menzilini artırır ve aküde aşırı performans düşüşü oluşumunu azaltır.

Sıvı soğutma hatları ayrılmış ancak boruları bağlanmamış▲

Yeni enerjili kamyonlar için verimli bir akü termal yönetim sistemi son derece önemlidir ve sürüş deneyimi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.