La gestión térmica del sistema de propulsión automotriz se divide en la gestión térmica del sistema de propulsión de vehículos de combustible tradicionales y la gestión térmica del sistema de propulsión de vehículos de nueva energía. Actualmente, la gestión térmica del sistema de propulsión de vehículos de combustible tradicionales está muy desarrollada. Dado que los vehículos de combustible tradicionales se impulsan mediante un motor, la gestión térmica del motor es el foco de la gestión térmica automotriz tradicional. La gestión térmica del motor incluye principalmente el sistema de refrigeración del motor. Más del 30 % del calor en el sistema del automóvil debe ser disipado por el circuito de refrigeración del motor para evitar el sobrecalentamiento del motor durante el funcionamiento a alta carga. El refrigerante del motor se utiliza para calentar el habitáculo.
La planta motriz de los vehículos de combustible tradicionales se compone de motores y transmisiones, mientras que los vehículos de nueva energía se componen de baterías, motores y controles electrónicos. Los métodos de gestión térmica de ambos han experimentado grandes cambios. La batería de los vehículos de nueva energía tiene un rango de temperatura de funcionamiento normal de 25 a 40 °C. Por lo tanto, la gestión térmica de la batería requiere tanto mantenerla caliente como disipar el calor. Al mismo tiempo, la temperatura del motor no debe ser demasiado alta. Si la temperatura del motor es excesiva, afectará su vida útil. Por lo tanto, el motor también necesita tomar las medidas necesarias de disipación de calor durante su uso. A continuación, se presenta una introducción al sistema de gestión térmica de la batería y al sistema de gestión térmica del control electrónico del motor y otros componentes.
Sistema de gestión térmica de la batería de potencia
El sistema de gestión térmica de la batería se divide principalmente en refrigeración por aire, refrigeración líquida, refrigeración con materiales de cambio de fase y refrigeración por tubos de calor, según el medio refrigerante utilizado. Los principios y las estructuras de los sistemas de los distintos métodos de refrigeración son bastante diferentes.
1) Refrigeración por aire de la batería: el paquete de baterías y el aire exterior realizan un intercambio de calor por convección a través del flujo de aire. La refrigeración por aire se divide generalmente en refrigeración natural y refrigeración forzada. La refrigeración natural se produce cuando el aire exterior enfría el paquete de baterías mientras el coche está en marcha. La refrigeración por aire forzado consiste en instalar un ventilador para enfriar forzosamente el paquete de baterías. Las ventajas de la refrigeración por aire son su bajo coste y su fácil aplicación comercial. Las desventajas son su baja eficiencia de disipación de calor, su gran ocupación de espacio y los graves problemas de ruido.Calentador de aire PTC)
2) Refrigeración líquida de baterías: el calor del paquete de baterías se disipa mediante el flujo de líquido. Dado que la capacidad calorífica específica del líquido es mayor que la del aire, el efecto de refrigeración líquida es mejor que el de la refrigeración por aire, y la velocidad de enfriamiento también es mayor que la de la refrigeración por aire, y la distribución de la temperatura después de la disipación del calor del paquete de baterías es relativamente uniforme. Por lo tanto, la refrigeración líquida también se utiliza ampliamente a nivel comercial.Calentador de refrigerante PTC)
3) Refrigeración de materiales de cambio de fase: Los materiales de cambio de fase (PCM, por sus siglas en inglés) incluyen parafina, sales hidratadas, ácidos grasos, etc., que pueden absorber o liberar una gran cantidad de calor latente cuando se produce un cambio de fase, mientras que su propia temperatura permanece inalterada. Por lo tanto, los PCM tienen una gran capacidad de almacenamiento de energía térmica sin consumo energético adicional y se utilizan ampliamente en la refrigeración de baterías de productos electrónicos como teléfonos móviles. Sin embargo, su aplicación en baterías de potencia para automóviles aún se encuentra en fase de investigación. Los materiales de cambio de fase presentan el problema de una baja conductividad térmica, lo que provoca que la superficie del PCM en contacto con la batería se funda, mientras que otras partes no se funden, lo que reduce el rendimiento de transferencia de calor del sistema y no resulta adecuado para baterías de potencia de gran tamaño. Si se logran resolver estos problemas, la refrigeración con PCM se convertirá en la solución de desarrollo más prometedora para la gestión térmica de vehículos de nueva energía.
4) Refrigeración por tubo de calor: Un tubo de calor es un dispositivo basado en la transferencia de calor por cambio de fase. Consiste en un recipiente o tubo sellado que contiene un fluido saturado (agua, etilenglicol, acetona, etc.). Una sección del tubo es el extremo de evaporación y la otra, el de condensación. Este sistema no solo absorbe el calor de la batería, sino que también la calienta. Actualmente, es el sistema de gestión térmica más idóneo para baterías de potencia. Sin embargo, aún se encuentra en fase de investigación.
5) Refrigeración directa: La refrigeración directa utiliza el principio de evaporación y absorción de calor del refrigerante R134a y otros refrigerantes, instalando el evaporador del sistema de aire acondicionado en la caja de baterías para enfriarla rápidamente. Este sistema ofrece una alta eficiencia y gran capacidad de refrigeración.
Fecha de publicación: 29 de abril de 2024
