Erwärmung des flüssigen Mediums
Die Flüssigkeitserwärmung wird üblicherweise im Kühlsystem von Fahrzeugen eingesetzt. Wenn der Fahrzeugakku erwärmt werden muss, wird die Flüssigkeit im System mittels eines Umwälzheizers erhitzt und anschließend in die Kühlleitung des Akkus geleitet. Dieses Heizverfahren zeichnet sich durch hohe Heizeffizienz und gleichmäßige Erwärmung aus. Durch eine durchdachte Schaltungsgestaltung kann die Wärme in den einzelnen Systemkomponenten effektiv abgeführt und somit Energie eingespart werden.
Diese Heizmethode weist den geringsten Energieverbrauch der drei Batterieheizmethoden auf. Da sie mit dem Thermomanagementsystem des Fahrzeugs für das flüssige Medium zusammenwirken muss, ist die Konstruktion anspruchsvoll und birgt ein gewisses Risiko von Flüssigkeitsaustritt. Derzeit ist die Nutzungsrate dieser Heizlösung niedriger als die der elektrischen Heizfolienheizung. Sie bietet jedoch große Vorteile hinsichtlich Energieverbrauch und Heizleistung und wird zukünftig den Entwicklungstrend für Thermomanagementsysteme von Elektrofahrzeugbatterien prägen. Typisches Beispielprodukt:PTC-Kühlmittelvorwärmer.
Optimierung der Aussichten bei niedrigen Temperaturen
das Problem, vor dem wir stehen
Die Batterieaktivität nimmt bei niedrigen Temperaturen ab.
Lithiumbatterien nutzen die Migration von Lithiumionen zwischen den positiven und negativen Elektroden, um den Lade- und Entladevorgang abzuschließen. Studien haben gezeigt, dass bei niedrigen Temperaturen die Entladespannung und die Entladekapazität von Lithium-Ionen-Batterien deutlich sinken. Bei −20 °C beträgt die Entladekapazität der Batterie nur noch etwa 60 % des Normalwerts. Unter diesen Bedingungen verringert sich auch die Ladeleistung, und die Ladezeit verlängert sich.
Kaltstart, Motor aus – Strom abschalten
Unter den meisten Betriebsbedingungen führt längeres Parken in kalter Umgebung dazu, dass das gesamte Fahrzeugsystem vollständig abkühlt. Beim erneuten Starten des Fahrzeugs erreichen Batterie und Fahrgastraum nicht die optimale Betriebstemperatur. Bei niedrigen Temperaturen nimmt die Aktivität der Batterie ab, was nicht nur die Reichweite und die Leistung des Fahrzeugs beeinträchtigt, sondern auch den maximalen Entladestrom begrenzt und somit ein Sicherheitsrisiko darstellt.
Lösung
Bremswärmerückgewinnung
Während der Fahrt, insbesondere bei sportlicher Fahrweise, erzeugt die Bremsscheibe durch Reibung mehr Wärme. Die meisten Hochleistungsfahrzeuge verfügen über Bremsluftkanäle zur effektiven Kühlung. Das Bremsluftführungssystem leitet die kalte Luft vor dem Fahrzeug durch die Lufteinlassschlitze im vorderen Stoßfänger zur Bremsanlage. Die kalte Luft strömt durch den Zwischenraum der belüfteten Bremsscheibe und führt ihr die Wärme ab. Ein Teil dieser Wärme geht an die Umgebung verloren und wird nicht vollständig genutzt.
Zukünftig kann eine Wärmesammelstruktur eingesetzt werden. Kupferne Kühlrippen und Wärmerohre werden in den Radkästen des Fahrzeugs platziert, um die vom Bremssystem erzeugte Wärme aufzufangen. Nach der Kühlung der Bremsscheiben strömt die erwärmte Luft durch die Kühlrippen und Wärmerohre und wird dabei abgeführt. Die Wärme wird in einen separaten Kreislauf geleitet und anschließend dem Wärmetauschprozess des Wärmepumpensystems zugeführt. Während der Bremskühlung wird ein Teil der Abwärme aufgefangen und zum Heizen und Warmhalten des Akkus genutzt.
Als wichtiger KnotenpunktElektrofahrzeuge, das Thermomanagementsystem für Elektrofahrzeugeverwaltet diePTC-KlimaanlageDie Energiespeicherung, der Antrieb und der Wärmeaustausch zwischen den Fahrzeugkabinen spielen eine wichtige Rolle bei der Fahrzeugkonstruktion. Bei der Entwicklung des Batteriethermomanagementsystems müssen die Kosten unter Berücksichtigung verschiedener Umgebungen und Betriebsbedingungen kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass alle Fahrzeugkomponenten die optimale Betriebstemperatur aufweisen. Das bestehende Batteriethermomanagementsystem erfüllt die Temperaturregelungsanforderungen der Batterie unter den meisten Betriebsbedingungen. Im Hinblick auf Energieausnutzung, Energieeinsparung, Betrieb bei niedrigen Temperaturen usw. muss die Wärmedämmleistung der Batterie jedoch verbessert und optimiert werden.
Veröffentlichungsdatum: 29. April 2024
