1. Что такое аккумуляторный охладитель?
Ааккумуляторный охладитель, также называемый аккумуляторным теплообменником вода-хладагент, является ключевой частьюсистема управления температурой аккумулятора. Его основная задача — отводить тепло от аккумуляторной батареи и поддерживать безопасную и эффективную рабочую температуру батареи.
Принцип его работы аналогичен домашнему кондиционеру или холодильнику. Благодаря циклу фазового изменения хладагента он передает тепло от охлаждающей жидкости аккумулятора во внешнюю среду. Таким образом, аккумулятор может оставаться в идеальном температурном диапазоне с точки зрения производительности, безопасности и срока службы.
2. Основные типы и принципы работы аккумуляторных чиллеров
В зависимости от охлаждающей среды в системах терморегулирования аккумуляторов используются два основных решения активного охлаждения:
• Чиллер аккумуляторной батареи с жидкостным охлаждением
• Чиллер аккумуляторной батареи с прямым охлаждением
2.1 Чиллер аккумуляторной батареи с жидкостным охлаждением
Жидкостное охлаждение в настоящее время является наиболее эффективной и широко используемой технологией в электромобилях и крупных системах хранения энергии.
В этой системе охладитель батареи охлаждает отдельный контур охлаждающей жидкости. Охлажденная охлаждающая жидкость затем циркулирует через охлаждающую пластину аккумулятора и поглощает тепло, выделяемое элементами аккумулятора.
Компоненты системы
Компрессор
«Сердце» системы. Он сжимает хладагент в высокотемпературный газ под высоким давлением и запускает цикл охлаждения.
Конденсатор
Устанавливается в передней части автомобиля или в зоне вентиляции системы. Он передает тепло хладагента в окружающую среду и конденсирует его в жидкость под высоким давлением.
Чиллер
Основной компонент теплообмена между хладагентом и охлаждающей жидкостью аккумулятора. Хладагент испаряется внутри чиллера и поглощает тепло от протекающей через него охлаждающей жидкости аккумулятора.
Расширительный клапан
Расширительный клапан снижает давление и температуру хладагента перед его поступлением в испаритель.
Пластина жидкостного охлаждения аккумулятора
Компонент трубы или пластины, находящийся в прямом или косвенном контакте с элементами батареи. Охлажденная охлаждающая жидкость течет внутрь и поглощает тепло аккумулятора.
Рабочий процесс
Хладагент поглощает тепло охлаждающей жидкости аккумулятора в испарителе (чиллере) и испаряется в низкотемпературный газ низкого давления.
Низкотемпературный газ всасывается в компрессор и сжимается в высокотемпературный газ под высоким давлением.
Газ с высокой температурой и высоким давлением поступает в конденсатор, где отдает тепло окружающему воздуху и конденсируется в жидкость под высоким давлением.
Жидкость под высоким давлением проходит через расширительный клапан, превращается в низкотемпературную смесь низкого давления и снова поступает в испаритель, чтобы повторить цикл.
Тем временем охлажденная охлаждающая жидкость аккумулятора циркулирует через пластину жидкостного охлаждения аккумулятора через водяной насос, непрерывно отводя тепло от аккумуляторного блока и возвращаясь в охладитель для передачи тепла хладагенту.
Преимущества
Высокая эффективность охлаждения.
Равномерное рассеивание тепла.
Сильная возможность контроля температуры.
Подходит для сценариев зарядки и разрядки высокой мощности.
Недостатки
Более сложная структура системы.
Более высокая стоимость системы.
Больший вес из-за дополнительных компонентов охлаждающей жидкости.
2.2 Батарейный охладитель с прямым охлаждением
Прямое охлаждение можно считать упрощенной версией жидкостного охлаждения. В этой конструкции хладагент используется непосредственно для охлаждения аккумулятора.
В отличие от системы жидкостного охлаждения, при прямом охлаждении отсутствует промежуточный контур охлаждающей жидкости. Хладагент покидает систему кондиционирования и попадает в испаритель или охлаждающую пластину, встроенную в аккумуляторный блок, где он напрямую поглощает тепло, выделяемое аккумуляторными элементами.
Структура системы
Структура системы аналогична системе жидкостного охлаждения, но контур охлаждающей жидкости, водяной насос и соответствующие трубопроводы удалены.
Рабочий процесс
Хладагент покидает систему кондиционирования и попадает непосредственно в испаритель, встроенный в аккумуляторный блок.
Поступив в испаритель, хладагент испаряется и непосредственно поглощает тепло, выделяемое аккумулятором.
Без промежуточного контура теплоносителя путь теплопередачи становится короче, что повышает общую эффективность теплообмена.
Преимущества
Меньше компонентов.
Меньший вес.
Более компактная структура.
Более высокая эффективность теплообмена за счет меньшего количества промежуточных стадий.
Недостатки
Более сложное управление системой.
Трубопровод хладагента внутри аккумуляторного блока увеличивает риск утечки.
Более сложное обслуживание.
3. Ключевые преимущества аккумуляторных чиллеров в управлении температурным режимом
Температура аккумулятора напрямую влияет на его производительность, безопасность и срок службы.
Во время зарядки, разрядки и работы с высокой нагрузкой элементы аккумуляторной батареи выделяют большое количество тепла. Если температура станет слишком высокой, мощность зарядки может снизиться, выходная мощность может быть ограничена, а старение батареи может ускориться.
Чиллер аккумулятора обеспечивает активное охлаждение за счет эффективной передачи тепла из контура охлаждающей жидкости аккумулятора в контур хладагента, помогая аккумулятору поддерживать стабильную работу в различных условиях эксплуатации.
Точный контроль температуры
Охладитель аккумулятора помогает поддерживать температуру аккумулятора в оптимальном рабочем диапазоне. Стабильный контроль температуры обеспечивает стабильную работу батареи в различных условиях окружающей среды.
Улучшенная производительность быстрой зарядки
Во время быстрой зарядки постоянным током батареи выделяют значительное количество тепла из-за высокого потребляемого тока. Сильная охлаждающая способность необходима для предотвращения снижения мощности зарядки, вызванного перегревом.
Охладитель аккумулятора помогает поддерживать высокую производительность зарядки, одновременно снижая тепловую нагрузку на аккумулятор.
Безопасность аккумулятора
Чиллер аккумулятора обеспечивает активное и принудительное охлаждение, чтобы снизить риск перегрева аккумулятора. Контролируя температуру батареи в безопасном диапазоне, это помогает снизить вероятность перегрева и повысить общую безопасность системы.
Увеличенный срок службы батареи
Поддержание стабильной рабочей температуры помогает снизить деградацию батареи. Подходящая тепловая среда может замедлить химическое старение внутри аккумуляторных элементов и продлить срок службы аккумулятора.
Стабильная производительность
Во время работы с высокими нагрузками, например, при агрессивном вождении или тяжелых условиях эксплуатации, охладитель аккумулятора помогает предотвратить ограничение мощности, вызванное чрезмерной температурой аккумулятора.
4. Основные сценарии применения аккумуляторных охладителей
Батарейные охладители широко используются в тех случаях, когда батареи требуют высокой производительности, длительного времени работы и надежного термоконтроля.
Электромобили
Аккумуляторные охладители обычно используются в электромобилях, особенно в высокопроизводительных аккумуляторных электромобилях и гибридных автомобилях с подключаемым модулем. Они помогают поддерживать температуру аккумулятора во время быстрой зарядки, высокоскоростного вождения и работы с большими нагрузками.
Большие системы хранения энергии
Системы хранения энергии на уровне сети и коммерческие или промышленные контейнеры для хранения энергии требуют длительной и высокой мощности. Эффективное управление температурным режимом необходимо для обеспечения надежности системы и продления срока службы батареи.
Электрическая строительная техника
Электрическая строительная техника, такая как электрические экскаваторы, погрузчики и другое тяжелое оборудование, требует мощных решений по управлению температурным режимом из-за постоянной работы с высокими нагрузками.
Электросуда и другое оборудование большой мощности
Аккумуляторные чиллеры также применяются на электросудах, AGV и другом мощном оборудовании, где требуется стабильная работа от аккумуляторов.
5. Решение для управления температурным режимом аккумуляторной батареи GUCHEN
Обладая обширным опытом разработки систем термоменеджмента, GUCHEN предоставляетвысокопроизводительные компоненты управления температурой батареи, включая аккумуляторные охладители и соответствующие решения для теплообмена.
В зависимости от различных требований применения GUCHEN также может предоставить индивидуальные решения для систем управления температурным режимом, которые помогут клиентам добиться эффективного контроля температуры, надежной работы и оптимизации производительности системы.
Батарейный охладитель Guchen применяется в8кВти5кВтСистемы терморегулирования электромобилей
