Système ya gestion thermique ezali nini?

Système ya gestion thermique ezali nini?

Bokambami ya molunge ya pile, na kotalela bopusi ya molunge na bosali ya pile, esangani na bizaleli ya électrochimie ya pile mpe na ba mécanismes ya bokeli molunge, mpe na mabele na kati ya molongo ya molunge ya charge/décharge ya malamu ya pile moko ya sikisiki, ezali tekiniki oyo etali bopanzani ya molunge to bokimi ya molunge oyo euti na molunge ya likolo to ya nse mingi na ntango ya mosala ya pile. Yango ekokisami na nzela ya design rational mpe ezali na moboko na yango na science ya matériaux, électrochimie, transfert ya chaleur, dynamique moléculaire, mpe ba disciplines mosusu. Kobatela esika ya molunge ya mosala oyo ezali na ntina ezali na ntina mingi mpo na pile mpo na kobatela mosala malamu. Na yango, kosala mwango ya boyangeli ya molunge oyo ebongi mpo na lithium-Ba piles ya ion ezali na ntina mingi mpo na kobongisa mosala mobimba ya système ya pile.

Système ya gestion thermique ya pile ezali na ba fonctions ya minene mitano oyo : 1 mesure ya sikisiki mpe bolandi ya température ya pile; 2 Bopanzani ya molunge mpe mopepe ya malamu ntango molunge ya pile eleki mingi; 3 Bopeto ya mbangu na nse ya ba conditions ya température ya nse{0}}Temperature; 4 ventilation efficace tango ba gaz ya mabe esalemi; mpe 5 kosala ete molunge ezala ndenge moko na kati ya pile.

Système ya gestion thermique ya ba piles ya likolo{0}}Performance esengi approche ya conception systématique. Sikawa, ba méthodologies mingi ya conception mpo na ba systèmes ya gestion thermique ezali. Oyo esalelami mingi ezali système ya gestion thermique ya batterie oyo esalemi na Laboratoire national d’énergie renouvelable (NREL) na Etats-Unis, oyo processus ya conception na yango ezali na ba étapes sambo:

1) Koyeba bomoto{1}}Calibre mpe masengi ya système ya gestion thermique. Na kotalela bizaleli ya molunge ya pile mpe etando ya molunge ya mosala oyo ebongi, luká koyeba soki ozali na bokonzi{3}}Calibre ya système ya gestion thermique. Ndakisa, molunge ya mosala oyo ebongi mpo na lithium-ba piles ya nguya ya ion ezali 10~40 degré , na ndelo ya moke ya 0 degrés ya 0 degrés mpe ndelo ya likolo{10}}limite ya temperature ya 45 degrés . Yango wana, ndenge oyo ebongiseli ya kotambwisa mopɛpɛ oyo esalemi na molunge esalemi esengeli, wana ezali kokokisa molunge ya mosala makasi ya pile, esalaka makasi mpo na kokokisa masɛngami ya molunge ya mosala oyo batterie ebongi.

2) Komeka to ko estimer génération ya chaleur ya module na capacité ya chaleur. Na nzela ya charge ya pile-Ba tests ya ko décharger mpe ba calculs ya simulation na kotalaka capacité spécifique ya chaleur ya pile, yeba dissipation ya chaleur to puissance ya chauffage.

3) Evaluation ya liboso ya système ya gestion thermique, na kati na yango pona milieu ya transfert ya chaleur pe ko conçoivre structure ya dissipation ya chaleur. Mingimingi, malili ya pile esalemaka na nzela ya malili ya mopɛpɛ to malili ya mai. Ba systèmes ya refroidissement ya mopepe ezali relativement simple na structure mais inefficace; Ba systèmes ya refroidissement liquide ezali complexe na structure mais très efficace. Ezali mpe na mitindo ndenge na ndenge ya mayele ya kopelisa mɔtɔ, na ndakisa kopelisa mopɛpɛ ya molunge oyo ezali kotambolatambola, kopelisa mai na mai, mpe kopelisa molunge ya molunge oyo euti na esika oyo molunge eutaka na esika oyo molunge eutaka.

4) Prévoir comportement thermique ya module na pile. Na kotalela ba conditions ya fonctionnement ya pile, sakola mpe talela ba exigences ya dissipation ya chaleur mpe ya chauffage na tango ya application.

5) Conception préliminaire ya système ya gestion thermique. Na kotalaka milieu ya chaleur oyo ezuami pe ba résultats ya évaluation ya comportement thermique, kosala principe pe conception ya ingénierie ya système ya gestion thermique.

6) Kosala pe komeka système ya gestion thermique. Bobimisi na échelle-na se to na mobimba-Ba systèmes ya piles ya échelle mpe système ya gestion thermique ya pile, mpe ko vérifier efficacité ya système ya gestion thermique na ba conditions ya fonctionnement réelles simulées na banc d’essai.

7) Optimiser système ya gestion thermique. Kobongisa pe ko optimiser système ya gestion thermique oyo esalemi na ba résultats ya expérimentation.

Ba piles ezali ba conducteurs ya molunge ya malamu te. Koyeba kaka bopanzani ya température ya likolo ekoki te mpo na kososola malamu état thermique interne ya pile. Kosala calcul ya champ ya température interne na nzela ya ba modèles mathématiques mpe ko prédire comportement thermique ya pile ezali étape indispensable na conception ya ba systèmes ya gestion thermique ya pile. Sikawa, ba modèles mathématiques ya monene ezali na ba modèles mibale-dimensionnels mpe misato-dimensionnels. Na kati ya baye, modèle misato-Dmensionnel, mpo na bosikisiki mpe adaptabilité na yango ya malamu mpenza, esalelami mingi na ebele ya ba systèmes ya gestion thermique ya pile. Modèle ezali boye:

Battery Thermal Field Calculation and Temperature Prediction

esika t ezali molunge;

ρ ezali mwayene ya densité;

C_P ezali capacité spécifique ya chaleur ya pile;

λ_x, λ_y, λ_z ezali conductivité thermique ya pile na ba direction X, Y, na Z, respectivement;

Q ezali taux ya génération ya chaleur par unité de volume.

Bokeseni ya molunge kati na ba modules ya pile ndenge na ndenge na kati ya boîte de piles ebakisaka ba inconsistences na résistance ya kati ya pile mpe na capacité. Na boumeli ya ntango, yango ekoki komema na kozala na bozito mingi to koleka-Kolongola ba piles mosusu, kosala bopusi na bomoi na bango mpe na mosala, mpe kosala makama ya bokengi. Bokeseni ya molunge kati na ba modules ya pile na kati ya boîte ya pile ezali na boyokani makasi na ebongiseli ya pile. Mingimingi, ba piles oyo ezali na katikati ezalaka na momeseno ya koyanganisa molunge, nzokande oyo ezali na bansɔngɛ ezalaka na molunge malamu. Yango wana, ntango ozali kosala plan ya structure ya paquet ya pile mpe dissipation ya chaleur, ezali na ntina mingi mpo na ko assurer dissipation ya chaleur uniforme. Kozua refroidissement ya mopepe lokola ndakisa, ezali généralement na ba méthodes mibale ya ventilation : série na parallèle, pona ko assurer dissipation ya chaleur uniforme. Conception ya débit ya mopepe esengeli ekangama na ba principes ya base ya mécanique ya fluide na aérodynamique.

Ntango ozali kosala système ya gestion thermique ya pile, lolenge mpe nguya ya ventilateur, motango ya ba capteurs ya température, mpe esika ya ba points de mesure esengeli kopona malamu.

Kozua refroidissement ya mopepe lokola ndakisa, tango ya kosala système ya refroidissement, tout en assurant un certain effet de refroidissement, esengeli ko minimiser résistance ya écoulement mpo na ko réduire bruit ya ventilateur mpe consommation ya puissance, na yango ko améliorer efficacité ya système mobimba. Consommation ya puissance ya ventilateur ekoki ko estimer na estimation ya ba méthodes ya chute ya pression na débit na nzela ya ba méthodes expérimentales, théoriques, et dynamiques fluides (CFD). Tango résistance ya écoulement ezali moke, ba ventilateurs ya écoulement axial ekoki ko considéré; Tango résistance ya écoulement ezali likolo, ba ventilateurs centrifuges ebongi mingi. Ya solo, esengeli mpe kotalela esika oyo ventilateur mpe ntalo na yango ezali na yango. Kozwa strategie ya contrôle ya ventilateur optimal ezali mpe moko ya ba fonctions ya système ya gestion thermique.

Schematic diagram of temperature measurement points in the battery box

Bopanzani ya température ya pile na kati ya boîte ya pile ezali généralement inégal, na yango, esengeli koyeba distribution ya champ thermique ya pile na ba conditions différentes mpo na koyeba ba points ya température critique. Ba capteurs ya température mingi epesaka mesure ya température ya complète mingi, kasi ematisaka coût ya système mpe complexité. Na kotalela contexte spécifique ya ingénierie, théoriquement, analyse ya élément fini, imagerie thermique infrarouge na ba expériences, to ya solo-Time Multi-Surveillance ya température ya point ekoki kosalelama pona ko analyser pe ko mesurer distribution ya champ thermique ya ba piles, ba modules ya pile, pe ba cellules moko moko, ko déterminer nombre ya ba points de mesure ya température pe koluka ba points oyo ebongi na ba points différents. Conception générale esengeli kosala ete ba capteurs ya température ezala exposé te na débit ya mopepe ya refroidissement mpo na kobongisa bosikisiki mpe stabilité ya ba mesures ya température. Ntango ozali kosala batterie, esengeli kobomba esika mpo na ba capteurs ya température; Na ndakisa, bisika oyo ebongi ekoki kozala na bisika oyo ebongi. Battery pack ya Toyota’s Prius Hybrid Electric Vehicle ezali na 228 cellules individuelles, mpe suivi ya température esalemi na 5 capteurs ya température. Système ya pile électrique ya puissance ya bus oyo esalemi na Beijing Institute of Technology esalelaka 6 points de mesure ya température na boîte moko (tala esika ya cercle na figure 8-16a), oyo ebongisami na ba bornes ya malamu pe ya négatif pe ba points ya sortie ya ligne électrique ya boîte de pile, ndenge elakisami na figure 8-16.

Na kotalela moyen ya transfert ya chaleur, refroidissement ya ba systèmes ya gestion thermique ya pile ekoki kokabolama na ba types misato : refroidissement ya mopepe, refroidissement liquide, mpe refroidissement ya matériel ya changement ya phase. Na kotalaka boluki ya biloko mpe bokeli mpe bokeli ya bokeli, système ya bopanzani ya molunge oyo ezali malamu mpe esalelamaka mingi ezali kosalela na tango oyo mopepe lokola moyen ya kosilisa molunge.

Na kotalaka structure ya débit ya mopepe ya dissipation ya chaleur, ba systèmes ya refroidissement ya mopepe ekoki kokabolama lisusu na ba types mibale : ventilation ya série pe ventilation parallèle, ndenge elakisami na ba figures 8-17 pe 8-18, respectivement.

Na configuration ya série, mopepe elekaka mingi mingi na ngambo moko ya pile tii na ngambo mosusu mpo na kolongola molunge. Kasi, mopɛpɛ yango ememaka molunge oyo eutaka na bisika oyo elekaka liboso na bisika oyo elekaka na nsima, mpe yango esalaka ete molunge eyokana te mpe molunge ya makasi ezala mingi. Na configuration parallèle, mopepe oyo ezali koleka kati na ba modules emati verticalement, ekabolaka mopepe na ndenge ya ndenge moko mpe ko assurer dissipation ya chaleur constant na pile mobimba.

Ba systèmes ya gestion thermique ekoki ko classer na ba systèmes passifs et actifs sur la base ya soki ezali na ba appareils ya chauffage to ya refroidissement interne. Ba systèmes passifs ezali na talo moke mpe esengaka ba infrastructures ya pete ; Ba systèmes actifs ezali plus complexes mpe esengaka puissance supplémentaire monene, kasi epesaka performance ya malamu koleka.

Ba figures 8-19, 8-20, na 8-21 ezali kolakisa ba diagrammes schématiques ya ba structures ya chauffage d’air actif et passif na ba structures ya dissipation ya chaleur, respectivement.

Thermal Management System Design and Implementation

Na ba figures 8-19 mpe 8-20, atako mopepe esili kosala malili mpe kopelisama na nzela ya système ya climatiseur to ya chauffage ya motuka, ezali kaka kotalelama lokola système passif. Na système passif oyo, na tina ya inconsistance na température ya mopepe ya esika oyo ekotisami, mopepe ya esika esengeli e fonctionner na kati ya température moko boye (10~35 degré ) mpo na gestion thermique ya malamu. Kosala na malili makasi to na molunge ekoki kosala ete pile ezala na boyokani te na pile.

Na ba systèmes ya chauffage, longola ko kotisa mopepe ya moto na kati ya pile, ba méthodes mosusu ekoki kosalelama, ndenge elakisami na ba figures 8-22~8-25 (mpo na ba piles prismatiques).

Other heating methods