Gambaran Keseluruhan Teknologi Pengurusan Terma 1
1.1 Pengurusan Terma Bateri
Pengurusan haba bateri ialah komponen utama sistem pengurusan haba kenderaan elektrik. Matlamat utamanya adalah untuk memastikan pek bateri mengekalkan suhu operasi yang sesuai di bawah pelbagai keadaan operasi untuk memastikan prestasi bateri, keselamatan dan hayat perkhidmatan. Pengurusan haba bateri terutamanya merangkumi dua aspek: pelesapan haba dan pemanasan. Berikut akan menghuraikan laluan teknikal yang berbeza untuk mencapai kedua-dua fungsi ini.
1.1.1 Pelesapan haba bateri
1) Penyejukan udara. Penyejukan udara adalah kaedah pelesapan haba yang agak mudah dan kos rendah. Ia mengeluarkan haba yang dihasilkan oleh bateri melalui perolakan semula jadi atau dengan memasang kipas untuk memaksa aliran udara. Sistem penyejukan udara terutamanya bergantung pada sink haba pada permukaan pek bateri untuk pertukaran haba, yang sesuai untuk senario dengan keperluan ketumpatan kuasa rendah atau suhu ambien sederhana. Walau bagaimanapun, disebabkan kapasiti haba spesifik udara yang kecil, kecekapan pertukaran haba agak terhad, dan keupayaan penyejukan pantas untuk bateri berketumpatan kuasa tinggi dan tenaga tinggi adalah lemah.
2) Penyejukan cecair. Penyelesaian penyejukan cecair menggunakan penyejuk (seperti air, larutan etilena glikol, dll.) sebagai medium pemindahan haba, yang bersentuhan langsung dengan bateri melalui paip edaran untuk mencapai pengaliran haba yang cekap. Sistem penyejukan cecair boleh mengawal suhu bateri dengan tepat, terutamanya untuk kenderaan elektrik berprestasi tinggi. Walaupun berkesan menghalang bateri daripada terlalu panas, ia memastikan suhu bateri diagihkan sama rata, dengan itu meningkatkan hayat bateri dan prestasi keseluruhan. Walau bagaimanapun, penyejukan cecair mempunyai had tertentu. Sistem penyejukan cecair lebih kompleks, terdapat risiko kebocoran cecair, terdapat keperluan tertentu untuk rintangan kakisan bahan, dan kos penyelenggaraan meningkat.
3) Pelesapan haba Bahan Perubahan Fasa (PCM). Bahan perubahan fasa boleh menyerap sejumlah besar haba pendam semasa proses peralihan fasa pepejal-cecair, dengan itu mencapai kesan pelesapan haba yang baik. Apabila digunakan pada pengurusan haba bateri, PCM boleh dililitkan pada bateri atau dibenamkan dalam modul bateri untuk menyerap haba apabila suhu bateri meningkat, memainkan peranan dalam pelepasan haba perlahan. Kelebihan pelesapan haba PCM ialah ciri suhu malarnya, yang menghalang suhu bateri daripada meningkat secara tiba-tiba, tetapi kelemahannya juga agak jelas. Kekonduksian termanya agak lemah, kelajuan tindak balasnya perlahan, dan kos bahannya tinggi.
4) Pelesapan haba paip haba. Paip haba boleh memindahkan haba dengan menggunakan proses perubahan fasa bendalir kerja tanpa input tenaga luaran untuk mencapai kekonduksian terma yang cekap. Dalam aplikasi pengurusan terma bateri, paip haba boleh memindahkan haba dengan cepat dari tempat panas tempatan dan meningkatkan ketekalan suhu keseluruhan pek bateri. Paip haba mempunyai kelebihan kecekapan pemindahan haba yang tinggi, saiz kecil, dan ringan, tetapi strukturnya adalah kompleks, kos pembuatan agak tinggi, dan perhatian harus dibayar untuk mereka bentuk hujung pemeluwapan yang sesuai untuk memastikan kecekapan pelesapan haba.
5) Pelesapan haba penyejukan terus. Penyejukan terus terutamanya merujuk kepada medium penyejukan (biasanya cecair) yang mengalir terus melalui modul bateri atau sel bateri untuk mengawal suhu operasi bateri dengan berkesan. Reka bentuk ini membolehkan permukaan bateri menghilangkan haba dengan cepat, yang amat sesuai untuk keadaan suhu tinggi dan permintaan kuasa tinggi. Walau bagaimanapun, penyejukan langsung mempunyai keperluan yang sangat tinggi untuk pengedap, dan apabila penyejuk bocor, ia boleh menyebabkan bahaya keselamatan yang serius.
1.1.2 Pemanasan Bateri
1) Pemanasan PTC. Pemanas pekali suhu positif (PTC) adalah berdasarkan kesan pekali suhu positif, iaitu rintangan meningkat dengan suhu. Oleh itu, ia boleh memberikan output haba yang stabil dalam persekitaran suhu rendah sambil mengehadkan suhu sendiri secara automatik daripada terlalu tinggi. Pemanasan PTC digunakan secara meluas dalam kenderaan elektrik untuk keselesaan, seperti pemanasan tempat duduk dan pemanasan tambahan sistem penghawa dingin di dalam kereta. Disebabkan ciri-ciri pengawalseliaan sendiri, ia boleh memberikan kesan pemanasan yang stabil dan cekap sambil mengelakkan masalah yang disebabkan oleh terlalu panas. Ia adalah teknologi pemanasan yang cekap. Walau bagaimanapun, pemanasan PTC adalah pemanasan elektrik, yang akan meningkatkan jumlah penggunaan tenaga kenderaan elektrik dan mengurangkan jarak pemanduan.
2) Pemanasan pam haba. Sistem penghawa dingin pam haba menyerap haba suhu rendah dari persekitaran luaran melalui kitaran Carnot terbalik, dan memindahkannya ke bateri dan kabin melalui proses memampatkan dan melepaskan haba. Berbanding dengan kaedah pemanasan PTC tradisional, pam haba adalah lebih cekap tenaga dalam persekitaran suhu rendah, yang membantu mengekalkan prestasi kenderaan. Walau bagaimanapun, reka bentuk dan operasi sistem pam haba adalah lebih rumit, terutamanya dalam keadaan suhu yang sangat rendah, di mana prestasinya akan menurun. Atas sebab ini, beberapa kajian telah mencadangkan teknologi inovatif seperti peningkatan entalpi suntikan udara dan pam haba dwi-sumber untuk mengoptimumkan prestasi pam haba di bawah suhu ambien yang rendah.
