La importancia de los vehículos de nueva energía en comparación con los vehículos tradicionales se refleja principalmente en los siguientes aspectos: Primero, prevenir el sobrecalentamiento de los vehículos de nueva energía. Las causas del sobrecalentamiento incluyen causas mecánicas y eléctricas (extrusión por colisión de la batería, punción, etc.) y causas electroquímicas (sobrecarga y sobredescarga de la batería, carga rápida, carga a baja temperatura, cortocircuito interno autoinducido, etc.). El sobrecalentamiento puede provocar que la batería se incendie o incluso explote, lo que representa una amenaza para la seguridad de los pasajeros. Segundo, la temperatura óptima de funcionamiento de la batería es de 10 a 30 °C. Una gestión térmica precisa de la batería puede garantizar su vida útil y extender la vida útil de la batería de los vehículos de nueva energía. Tercero, en comparación con los vehículos de combustible, los vehículos de nueva energía carecen de la fuente de energía de los compresores de aire acondicionado y no pueden depender del calor residual del motor para proporcionar calefacción a la cabina, sino que solo pueden utilizar energía eléctrica para regular la temperatura, lo que reduce considerablemente la autonomía del vehículo de nueva energía. Por lo tanto, la gestión térmica de los vehículos de nueva energía se ha convertido en la clave para resolver las limitaciones de estos vehículos.
La demanda de gestión térmica de los vehículos de nueva energía es significativamente mayor que la de los vehículos de combustible tradicionales. La gestión térmica automotriz consiste en controlar el calor de todo el vehículo y el calor del entorno en su conjunto, mantener cada componente funcionando en el rango de temperatura óptimo y, al mismo tiempo, garantizar la seguridad y el confort de conducción del automóvil. El sistema de gestión térmica de los vehículos de nueva energía incluye principalmente el sistema de aire acondicionado, el sistema de gestión térmica de la batería (HVCH), sistema de ensamblaje de control electrónico del motor. En comparación con los automóviles tradicionales, la gestión térmica de los vehículos de nueva energía ha añadido módulos de gestión térmica de control electrónico de la batería y del motor. La gestión térmica automotriz tradicional incluye principalmente la refrigeración del motor y la caja de cambios y la gestión térmica del sistema de aire acondicionado. Los vehículos de combustible utilizan refrigerante de aire acondicionado para proporcionar refrigeración a la cabina, calientan la cabina con el calor residual del motor y enfrían el motor y la caja de cambios mediante refrigeración líquida o refrigeración por aire. En comparación con los vehículos tradicionales, un cambio importante en los vehículos de nueva energía es la fuente de energía. Los vehículos de nueva energía no tienen motores que proporcionen calor, y la calefacción del aire acondicionado se realiza a través de PTC o bomba de calor. Los vehículos de nueva energía tienen requisitos de refrigeración adicionales para las baterías y los sistemas de control electrónico del motor, por lo que la gestión térmica de los vehículos de nueva energía es más compleja que la de los vehículos de combustible tradicionales.
La complejidad de la gestión térmica de los vehículos de nueva energía ha impulsado el aumento del valor de un solo vehículo en la gestión térmica. El valor de un solo vehículo en un sistema de gestión térmica es 2-3 veces mayor que el de un automóvil tradicional. En comparación con los automóviles tradicionales, el incremento de valor de los vehículos de nueva energía proviene principalmente de la refrigeración líquida de la batería, los aires acondicionados con bomba de calor,Calentadores de refrigerante PTC, etc.
La refrigeración líquida ha sustituido a la refrigeración por aire como tecnología principal de control de temperatura, y se espera que la refrigeración directa logre avances tecnológicos significativos.
Los cuatro métodos más comunes de gestión térmica de baterías son la refrigeración por aire, la refrigeración líquida, la refrigeración con materiales de cambio de fase y la refrigeración directa. La tecnología de refrigeración por aire se utilizaba principalmente en los primeros modelos, mientras que la refrigeración líquida se ha convertido gradualmente en la norma debido a su mayor uniformidad. Debido a su elevado coste, la refrigeración líquida se emplea sobre todo en modelos de gama alta, y se prevé que en el futuro se extienda a los modelos de gama baja.
Refrigeración por aire(Calentador de aire PTCLa refrigeración por aire es un método en el que el aire se utiliza como medio de transferencia de calor, y el aire extrae directamente el calor de la batería mediante un ventilador. Para la refrigeración por aire, es necesario aumentar al máximo la distancia entre los disipadores de calor y entre las baterías, pudiendo utilizarse canales en serie o en paralelo. Dado que la conexión en paralelo permite una disipación de calor uniforme, la mayoría de los sistemas de refrigeración por aire actuales adoptan esta configuración.
La tecnología de refrigeración líquida utiliza el intercambio de calor por convección líquida para eliminar el calor generado por la batería y reducir su temperatura. El medio líquido posee un alto coeficiente de transferencia de calor, una gran capacidad calorífica y una rápida velocidad de enfriamiento, lo que tiene un efecto significativo en la reducción de la temperatura máxima y en la mejora de la consistencia del campo de temperatura del paquete de baterías. Al mismo tiempo, el volumen del sistema de gestión térmica es relativamente pequeño. En el caso de precursores de fuga térmica, la solución de refrigeración líquida puede basarse en un gran flujo de medio refrigerante para forzar al paquete de baterías a disipar el calor y lograr la redistribución del calor entre los módulos de la batería, lo que puede suprimir rápidamente el deterioro continuo de la fuga térmica y reducir el riesgo de fuga. La forma del sistema de refrigeración líquida es más flexible: las celdas o módulos de la batería pueden sumergirse en el líquido, también se pueden establecer canales de refrigeración entre los módulos de la batería, o se puede utilizar una placa de refrigeración en la parte inferior de la batería. El método de refrigeración líquida exige una alta hermeticidad del sistema. La refrigeración con materiales de cambio de fase se refiere al proceso de cambiar el estado de la materia y proporcionar material de calor latente sin cambiar la temperatura, y cambiando las propiedades físicas. Este proceso absorberá o liberará una gran cantidad de calor latente para enfriar la batería. Sin embargo, una vez completada la transición de fase del material de cambio de fase, el calor de la batería no se puede disipar eficazmente.
El método de enfriamiento directo (enfriamiento directo por refrigerante) utiliza el principio del calor latente de evaporación de los refrigerantes (R134a, etc.) para establecer un sistema de aire acondicionado en el vehículo o en el sistema de baterías, e instala el evaporador del sistema de aire acondicionado en el sistema de baterías, donde el refrigerante se evapora y elimina de forma rápida y eficiente el calor del sistema de baterías, completando así el enfriamiento del mismo.
Fecha de publicación: 25 de junio de 2024
